La chiesa di Santo Stefano è una tipica chiesa conventuale, priva di facciata e con un lungo fianco sul quale si aprono due ingressi. Fu sede di una congregazione di frati Agostiniani fino al 1808.

Fu iniziata nel 1367 e conclusa nell'arco di un periodo piuttosto breve, nella sua attuale struttura architettonica. Questo anche grazie alla scrupolosa direzione del priore Michele da Empoli, che guidò il convento fino al 1432. Il convento degli agostiniani, al contrario, ebbe tempi di realizzazione molto più ampi, tanto che ancora nel XVI era ancora in lavorazione. La chiesa fu arredata e addobbata in collaborazione con alcune famiglie cittadine, che avevano ottenuto il patronato delle cappelle, e delle Compagnie della Croce e della SS. Annunziata.
Il convento degli agostiniani che sorge accanto alla chiesa trae le sue origini da un primo insediamento del 1291, in un oratorio al di fuori delle mura di Empoli. Successivamente i monaci si trasferirono all'interno della città per ripararsi dalle incursioni dei Pisani, all'epoca delle lotte tra questi e gli Empolesi. L'opera di edificazione del complesso conventuale fu lenta e si protrasse almeno fino agli inizi del Settecento. Alla fine di quel secolo il convento poté dirsi completo nella sua forma attuale, grazie al contributo del pittore Alessandro Masini, che abbellì la sala Cenacolo, con un affresco raffigurante l'Ultima Cena, sulla parete in fondo, e decorazioni sulla volta e sulle pareti laterali.
Nel 1808 l'ordine degli agostiniani venne soppresso e i frati abbandonarono il convento, il cui uso fu riconvertito a funzioni laiche. Venne infatti affidato al comune di Empoli che vi istituì delle scuole pubbliche. Anche la chiesa divenne di proprietà dello stato, ma conservò la sua originaria destinazione. Durante la Seconda Guerra Mondiale i bombardamenti che subì Empoli non la risparmiarono, tanto che si è dovuto attendere fino agli anni Settanta per poterla finalmente riammirare in tutta la sua completezza, dopo lunghi e scrupolosi lavori di restauro. All'interno sono ancora visibili gli affreschi di Masolino, l'Annunciazione di Bernardo Rossellino e numerosi dipinti del Seicento.