Según la tradición la iglesia de Santa Cristina habría sido fundada en el año 840 y consagrada el 24 de Agosto del 842.
Está claro que los orígenes de la iglesia son anteriores al año 1000.
Ya en un documento del año 1006 ( fuente ASP ) y en otro posterior resulta que la iglesia estaba dedicada a Stanta Cristina, mientras según otros documentos parece que en su origen el lugar haya sido dedicado a San Bartolomeo.
La iglesia dependía del capítulo del la Catedral. El parroco tuvo el título de prior en el año 1815.
En esta iglesia la Santa patrona de Italia y co-patrona de Europa Caterina da Siena recibió, el 1 de Abril de 1375, los Sagrados Estigmas mientras, arrodillada, rezaba delante de un crucifijo.
El acontecimiento es recordado por una lápida que se encuentra cerca de una antigua columna en el altar dedicado a Santa Caterina, situado en el lado derecho de la iglesia, para indicar el lugar exacto donde sucedió el milagro.
Una pintura de Domenico da Passignano, a la derecha del altar mayor, testimonia el momento en el cual la Santa senese tuvo como don de Nuestro Señor lo Sagrados Estigmas.
En el año 1563 el crucifijo de madera, del cual la Santa recibió los Estigmas, quizás obra de Giunta Pisano, fue llevado a Siena y actualmente se encuentra en la capilla de Santa Caterina.
Hoy en día, por este motivo, la iglesia es proclamada Santuario Cateriniano.
El 24 de Septiembre de 1989 el santuario fue meta de oración durante la visita a Pisa de S.S. Papa Juan Pablo II.