La prima fondazione di una cappella risale secondo le fonti al VII secolo. Il complesso originario, i cui primi patroni furono gli Ubaldini, rimase indipendente fin quando, nel 1212, fu donato ai Francescani in occasione del passaggio del Santo a Borgo San Lorenzo, e compreso nella parrocchia di San Michele al Bosco, ricevendo poi la denominazione di San Francesco al Lago o al Bosco.
A qualche anno dopo risale invece la presenza di Bonaventura da Bagnoregio, generale dell’ordine francescano, che qui ricevette nel 1273 l’investitura cardinalizia da Gregorio X, di cui è noto l’exemplum virtutis: il frate, sorpreso a lavare le stoviglie dai messi papali giunti con le insegne cardinalizie, chiese loro di lasciarle sul vicino albero di corniolo, continuando ad attendere alle sue umili faccende.
La peste del 1349 indusse i francescani ad abbandonare il convento, in un periodo in cui il potere degli Ubaldini andava via via spegnendosi, mentre si affermava sempre di più quello della famiglia Medici, originaria proprio della zona del Mugello: qui, infatti, aveva grossi possedimenti, tra cui le grandi ville-fortezze del Trebbio e di Cafaggiolo.
Intorno agli anni Venti del XV secolo, Cosimo il Vecchi acquistò la zona su cui sorge ancora oggi il complesso religioso e la selva adiacente, assumendone il patronato e la direzione dei lavori di ammodernamento. Il progetto fu affidato a Michelozzo, insieme ai lavori per il Trebbio e Cafaggiolo, come testimoniato dalla biografia del Vasari dedicata al noto architetto.
