La chiesa si trova su di in colle a 378 metri sul livello del mare, prospicente la piana fiorentina, in un sito che in origine vide la costruzione di un castello, i resti del quale sono ancora visibili in alcuni punti della struttura.
La chiesa è stata sempre compresa nel piviere dell’Antella. L’antichità del luogo è testimoniata dal ritrovamento di una testa di marmo di età Flavia e di un’epigrafe funeraria romana dedicata al medico Cneo Tullio Eso, che potrebbe aver dato origine al nome della località. Con molta probabilità il castello fu riconvertito in chiesa nel XI secolo. Sappiamo che il patronato era della famiglia Siminetti, che deteneva la proprietà originaria del castello, che lo condivise, a partire dal XII secolo, con la famiglia Da Gavigano, che divenne ben presto la famiglia più ricca della zona. Il patrocinio dei Da Gavignano fu riconfermato in un documento del 1314. Verso la metà del secolo i Da Gavignano entrarono in una grave crisi economica e dovettero cedere quasi tutte le loro proprietà che furono acquisite dalla famiglia Bardi, in gran spolvero in quegli anni. Anche il patronato fu trasferito insieme ai beni materiali. Il patronato della chiesa, oltre ai Siminetti ed ai Bardi, fu intestato per qualche tempo alle Monache di Rosano ed alla famiglia De Nobili che lo detenne fino al Settecento per la scomparsa delle altre famiglie. Sappiamo che nel 1335 la chiesa fu completamente ricostruita e oltre ai Siminetti non possiamo escludere l’intervento dei prestigiosi banchieri fiorentini. Nel Decameron (9a novella, 8a giornata) Giovanni Boccaccio cita il luogo e racconta che una promessa fatta «per la Croce a Montesone» era un giuramento da rispettare e onorare in modo inderogabile. Non è certo se la “Croce” fosse il sacro legno, una reliquia, arrivato dalla Palestina, oppure una Crocifissione in affresco della quale sono apparse delle tracce durante i recenti restauri all’interno della chiesa. L’edificio è ad aula unica, a cui si accede dal fianco destro. E’ coperto da un tetto a capriate lignee. La parte presbiteriale è voltata a crocera ed è separata dal resto della chiesa da un arco sorretto da pilastri. Al lato dell’arco della tribuna sono murati gli stemmi delle famiglie Siminetti e Da Gavignano. Nei muri perimetrali si nota un bel filaretto. La torre campanaria quadrara che si trova all’esterno e visibile da molto lontano è stata edificata tra il 1868 ed il 1871. Sostituisce il precedente campanile a vela più volte rovinato. Dalla parte posteriore della chiesa si può apprezzare un bellissimo panorama sulla piana fiorentina.
A pochi passi dalla chiesa si trova il cosiddetto “Monumento inglese” che, a metà degli anni Cinquanta del secolo scorso, Marie Cecil de Springer fece erigere in memoria del marito Frank Wooster proprio in questo luogo di pace che tanto li aveva affascinati. La vedova volle lasciare anche la loro berlina Fiat 1400 che fece murare in una stanza sul fianco della chiesa.
