La Basilica di Santa Maria delle Grazie è situata in piazza Masaccio, nel pieno centro di San Giovanni Valdarno. Ospita un importante Museo d'Arte Sacra, che espone anche un'opera dell'illustre Beato Angelico. La costruzione dell'edificio risale al XV secolo e ha subito due importanti interventi di recupero a fine Cinquecento e nel secondo dopoguerra.

La Basilica è stata costruita nel 1484 per custodire un prezioso quadro del Trecento, raffigurante la Madonna. All'opera si attribuisce il miracolo di "Monna Tancia". L'evento si riferisce alla peste del 1479, che flagella il Valdarno appena uscito dall'occupazione delle truppe del pontefice Sisto IV. Si racconta che un bambino, già orfano di madre e padre, viene salvato dall'anziana nonna, che dopo aver invocato la Madonna del quadro riesce a nutrirlo con latte sgorgato prodigiosamente dal suo seno.
Per devozione verso l'effigie sacra, che diviene subito oggetto di culto, i sangiovannesi erigono quindi la chiesa, intitolandola appunto a Santa Maria delle Grazie. Purtroppo già un secolo più tardi parte della struttura originaria viene irrimediabilmente compromessa da un incendio, che richiede opere di ristrutturazione notevoli, completate nel 1596. Risale a questo periodo la costruzione dell'altare maggiore, ad opera di Bernardo Buontalenti. Alla sua sinistra troviamo gli affreschi che rievocano il miracolo, attribuiti ad un allievo del Perugino.
Nel 1864 nasce il Museo d'Arte Sacra. Scopo principale della sua istituzione è raggruppare tutti i più pregevoli lavori conservati nelle pievi del comune di San Giovanni. Nel 1929 la chiesa viene elevata a basilica. Dopo le distruzioni del secondo conflitto mondiale e nuovi restauri (tra i quali la ricostruzione completa della cappella), la Basilica, nel 1986 prende il titolo di Santuario Mariano.
La collezione del museo ha subito recentemente una modifica nel suo catalogo. Pur avendo restituito il trittico di Giovanni del Biondo alla chiesa di San Lorenza, si è arricchita grazie all'Annunciazione del Beato Angelico, opera di inestimabile valore, realizzata nel 1430. Il dipinto è esposto nella prima sala. Nella seconda vi sono altre opere quattrocentesche della scuola fiorentina, mentre nella terza si trovano dipinti del XVII secolo, tra i quali il "San Lorenzo" ed il "San Giovanni Battista" di Gregorio Pagani.