L’edificio attuale risale al XVIII secolo ma un precedente luogo di culto nel medesimo punto doveva esistere già dal X, come sembrerebbe attestato da un documento risalente al 971 d.C. e da un secondo, datato al 1077, menzionante una piccola pieve. L’atto di donazione del 1147 del monastero di San Martino al monastero di San Daniele in Monte rappresenta la prima testimonianza della titolazione dell’antica pieve a San Lorenzo.
Nel 1314 la chiesa venne completamente distrutta a seguito delle scorrerie nel territorio da parte di Cangrande della Scala, in guerra contro i Carraresi. Dell’edificio successivamente ricostruito non resta ora che la torre campanaria in stile gotico (la cui parte inferiore è ancora quella originaria del X secolo), mentre il corpo principale risale alla metà del Settecento. La ricostruzione della chiesa, a navata unica e sei altari laterali, fu affidata a Domenico Cerato, architetto responsabile anche del progetto dell’ospedale civile di Padova e, assieme ad Andrea Memmo, di Prato della Valle.
L’edificio venne inaugurato nel 1780 ma fu consacrato solamente nel 1935. Negli anni ’70 fu sottoposto a significativi interventi di restauro. All’interno della chiesa sono conservate molte opere di pregio, tra cui le due statue di fine Seicento rappresentanti la Fede e la Speranza, attribuite a Tommaso e Domenico Allio e originariamente create per la chiesa di Sant’Agostino di Padova, mentre la statua di San Giovanni Battista, risalente al ‘500-‘600 è opera di Alessandro Maganza. Numerose anche le opere pittoriche, tra cui il seicentesco San Giuseppe e il Bambino, di Antonio Zanchi, e il Cristo in Gloria e il San Lorenzo, attribuiti ad artisti della scuola di Jacopo Ceruti, detto il Pitocchetto, attivi tra il Seicento e il Settecento.