La chiesa fu fondata del 1608 dalle nobili famiglie pisane che risiedevano in città e dedicata a san Ranieri e ai quaranta soldati romani che furono martirizzati con lui. L'edificio presenta una austera facciata di stile cinquecentesco, con un portale a tutto sesto rinchiuso da due lesene doriche sormontate da una trabeazione con timpano arcuato spezzato, con allocato in centro lo stemma pisano racchiuso da cartocci; altre due aperture rettangolari allocate simmetricamente sopra il portale presentano entrambe un timpano arcuato; la facciata è rinchiusa da due lesene di ordine gigante doriche con un timpano classico preceduto da triglifi. L'interno presenta un'aula unica e una cappella profonda per lato. Tutto l'interno è riccamente affrescato da Guglielmo Borremans e aiuti con storie raffiguranti la vita di San Ranieri nelle pareti e nella volta beati pisani e l'assunzione della Vergine, il tutto racchiuso dentro finte architetture e trompe d'oeil.Il pavimento maiolicato è originale e presenta un interessante medaglione centrale. La chiesa versa in stato di degrado causato da stacchi della superficie pittorica e da efflorescenze causate da infiltrazioni e risalite capillari di acqua che ne rendono precaria la lettura e la conservazione degli affreschi.