Levantada sobre una antigua mezquita musulmana, este templo fue una de las primeras iglesias erigidas en 1238 y por lo tanto formaba una de las diez feligresías de las primitivas parroquias valencianas. En el año 1245 ya aparece Pedro Ximenez como rector de la parroquia de San Lorenzo.

En 1276 aparece un primer templo finalizado pero sin que sepamos las características del mismo, ya que el templo actual fue consecuencia de las obras llevadas a cabo en dicha fábrica entre 1682 y 1684 y que acabaron con su anterior estructura gótica.

Entre 1743 y 1746 el arquitecto José Minguez construye la torre campanario, de planta hexagonal, realizado en ladrillo y 43,74 metros de altura. A consecuencia del terremoto del año 1822 quedó un poco desplazado de su eje como se observa actualmente. La misma se encuentra enlucida de cemento imitando la sillería. El anterior campanario se había desplomado a finales del siglo XVII. Se compone de cuatro cuerpos, el cuerpo de campanas aloja dos campanas que llevan por nombres: Domingo (1742) y Santa Anna (1718). Remata el campanario un cupulín con una curiosa veleta donde podemos ver la imagen de San Lorenzo con la parrilla (elemento propio de su martirio).

La iglesia es de dos naves, una principal y una segunda colateral abierta con posterioridad en el lado del evangelio, se cubre con bóveda de medio cañón con lunetos, cuatro capillas laterales, coro alto a los pies donde además se sitúa el órgano, tiene una decoración arquitectónica de estilo corintio, pilastras con decoración plateresca y capillas laterales en ambas naves. En la bóveda cuatro óvalos pintados, uno en cada tramo de la bóveda del techo, representan escenas de la vida de San Lorenzo.

El Retablo Mayor fue realizado hacia 1683 por Leonardo Julio Capuz según trazas de Tomás Vergara. En este retablo barroco ocupaba el nicho central una imagen de San Lorenzo, le acompañaban en el retablo la Purísima Concepción, San Vicente Mártir, San Blas, San Orencio y Santa Paciencia (padres de San Lorenzo). Todas estas imágenes desaparecerían en la Guerra Civil, no así el retablo que pudo salvarse. Según se cuenta el retablo una vez despojado de sus imágenes iba a ser destruido, pero el padre de Vicente García Tamarit fundador de la Casa de los Caramelos, que era carpintero, convenció a los milicianos con el argumento que la madera del retablo era muy buena y que él se encargaría de ir desmontandolo poco a poco, cosa que nunca hizo.

El retablo realizado en madera dorada, lo preside una figura barroca del siglo XVII representando a San Lorenzo. Flanquean al santo en el retablo una imagen de San Luis Obispo y otra del Beato Nicolás Factor, ambas obras de José María Ponsoda Bravo realizadas en 1952. A destacar la decoración barroca de este Retablo Mayor, con la presencia de seis grandes columnas salomónicas con cepas y amorcillos enroscadas en su fuste. En el ático del retablo imagen de La Purísima Concepción.

La actual talla de San Lorenzo que encontramos en el retablo procede del Convento de clarisas de Calatayud, ya que estas tenían que abandonar el convento y enterados los franciscanos de la existencia de la imagen les fue solicitada para ocupar su puesto en el Retablo Mayor. Según las monjas clarisas la escultura es una talla gótica y que sus actuales formas barrocas son producto de las reformas que ha sufrido la talla a lo largo del tiempo. Según la tradición la escultura fue un regalo del anti-papa Benedicto XIII (* Illueca 1328 † Peñiscola 1423) a las monjas clarisas ya que en dicho convento profesaban dos de sus hermanas.

A los pies del retablo y sobre una mesa, imagen de la Virgen del Rosario, talla de de Ignacio Vergara Gimeno que pudo salvarse de los daños en la Guerra Civil.

En los laterales de la embocadura del presbiterio sendas imágenes de Santa Clara de Asís y su hermana Santa Inés de Asís, cuyos originales fueron destruidos en la guerra civil española. Las presentes tallas son de la mano de Enrique Villar de 1955.

• Capilla de San Antonio de Padua o Capilla de la Comunión En las reformas del templo que se realizaron a principios del siglo XX se construyó una nueva nave en el lado del evangelio en cuya cabecera se encuentra el Sagrario y el Altar de San Antonio de Padua. Sobre el sagrario situado en la nueva nave antes citada, se encuentra el altar de San Antonio en cuya hornacina situada en el centro del retablo encontramos una imagen del Santo titular obra de José María Ponsoda Bravo. El diseño del altar es obra del mismo Ponsoda.

El pintor Manuel Diago Benlloch realizó en 1946 tres lienzos con temática franciscana para esta capilla: en los laterales "La predicación de San Antonio en la ciudad de Rimini a los peces" y "San Antonio y el pan de los pobres", en la bóveda "La Santísima Trinidad".

Las capillas laterales de este lado se adosaron a esta nueva nave en número de cuatro. La nave se cubre con bóveda de medio cañón con decoración nervada en estuco dorado y con plafones dorados en el centro y una cúpula de media naranja. Por tanto en la actualidad podemos hablar de una iglesia que en planta desarrolla dos naves, la central y una lateral en el lado del evangelio. Las capillas laterales que encontramos en esta nave son:

• Capilla de Santa Rita Preside la capilla una imagen de la Virgen de la Caridad patrona de Cartagena. Obra tallada por el escultor valenciano Ramón Granell Pascual (* Masarrochos 1916 † Valencia 25-11-1978). La Virgen de la Caridad es una advocación presente en la ciudad de Cartagena desde el siglo XVII en que se realizó una escultura para que presidiera el Hospital de la Caridad de Cartagena. Está representada en forma de Piedad (la Virgen y Cristo muerto sobre sus rodillas), con el corazón traspasado por puñales. La imagen de la Virgen en Cartagena fue coronada canónicamente en 1923, la corona que porta la Virgen en esta iglesia es del año 1980. Sobre la talla de la Virgen se puede leer una filacteria que dice: Nuestra Señora de los Afligidos.

A la derecha talla de Santa Rita de Casia titular de la capilla regalo de una feligresa en 1946. Santa Rita es considerada popularmente como abogada de las cosas imposibles, pero además era patrona del Gremio de Zapateros. A la izquierda talla de San Francisco de Asís.

• Capilla de San Francisco de Asís con una imagen del Santo obra de José Maria Ponsoda. La escultura se encuentra flanqueada por San Luis Rey de Francia y Santa Isabel reina de Hungría, ambos considerados patronos de los franciscanos. Ambas obras salidas también de la mano de Ponsoda. El Santo se eleva sobre un esfera donde se puede leer "Paz y Bien" que es lema de los franciscanos. En el fresco del fondo se puede ver representada la Basílica de Asís.

En los muros laterales de la capilla podemos ver dos pinturas de Manuel Diago Benlloch realizadas en 1946, uno de ellos representando el Milagro del lobo de Gubbio y el otro con la Indulgencia de la Porciúncula. En la bóveda vemos a Jesús crucificado entre ángeles que llevan flores, escapularios, un escudo nobiliario y una filacteria escrita.

• Capilla de San José con una pequeña talla del titular y frescos en sus paredes, representando el de la izquierda la proclamación de San José como patrono de la Iglesia Universal realizada por el Papa Pío IX el 8-12-1870, en el centro la muerte o el Tránsito de San José y a la derecha los desposorios de la Virgen María y San José.

• Capilla de Nuestra Señora del Castillo patrona de Cullera (antes Capilla de la Virgen del Rosario). En el centro del retablo en el interior de un baldaquino encontramos la talla de la Virgen del Castillo. Los franciscanos tenían la custodia y administración del Santuario de Nuestra Señora de la Encarnación del Castillo de Cullera, popularmente conocida como Virgen del Castillo. Por este motivo la Cofradía de la Virgen de Cullera de Valencia eligió este templo para construir su capilla y homenajear a su patrona. Consta al menos el patronazgo en la capilla desde 1951, la imagen es copia de la original y está realizada en mármol. El retablo en forma de templete que la cobija fue realizado en 1953 y el dorado en 1955 y es copia cuasi fiel del templete original que se encuentra en Cullera.

En los muros laterales dos lienzos pintados por Rafael Cardells Camarlench, a la izquierda la Anunciación y a la derecha la Visitación.

Continuamos por los pies del templo y en el lado de la epístola encontramos las siguientes capillas:

• Capilla de la Purísima "Xiqueta" patrona de Benissa, cuya imagen se encuentra representada en el retablo. Sobre la mesa del altar una imagen de la Virgen del Perpetuo Socorro. El relicario con la imagen de la Purísima Xiqueta es copia fiel del original que se encuentra en la Iglesia parroquial de San Pedro de Benissa (Alicante). El retablo es obra realizada hacia 1956, aunque el patronazgo de la Virgen de Benissa en esta capilla está documentada al menos desde 1947. Hasta esta capilla acuden los beniseros residentes en nuestra ciudad a honrar a su patrona. En los muros laterales encontramos dos lienzos pintados por Rafael Cardells Camarlench, donación de los beniseros valencianos. A la derecha la Asunción de la Virgen y a la izquierda la Natividad.

• Puerta de entrada/salida a la plaza de San Lorenzo.

• Capilla de la Inmaculada Concepción con una talla del imaginero José María Ponsoda Bravo realizada en 1946 y donada por su esposa Dolores Molina. Las paredes se decoran con pinturas murales realizadas en 1943 por José Bellver Delmás alusivas a la devoción inmaculada de los padres franciscanos. Las mismas van firmadas y fechadas por el pintor junto a uno de los papas.

En la bóveda de la capilla vemos a Dios Padre llevando una cartela con un texto que dice: "Tota pulchra es et macula non est in te" (Toda tu eres hermosa sin mancha alguna). Flanquean a Dios Padre, el profeta Isaías con un libro abierto donde se puede leer: "Ecce Virgo concipiet et pariet filium" (He aquí que la Virgen concebirá y dará a luz un hijo). A la derecha Moisés con unas tablas abiertas donde leemos: "Inimicias ponam inter te et malignum. Ipsa conteret caput" (Más enemistad pongo entre ti y el maligno. Y le aplastará la cabeza).

En el muro izquierdo vemos a la Inmaculada Concepción con el Niño en brazos que con una cruz-lanza mata al dragón-diablo. Por encima un ángel lleva una cartela que dice: "Ave gratia Maria plena" (Dios te salve llena eres de gracia) entre dos alegorías marianas: la torre de David y el espejo sin mancha. Rodeando a la virgen y portando banderines: San Pedro de Alcántara y Santa Beatriz de Silva. Además San Buenaventura con una iglesia en sus manos y San Juan de Capistrano. A los pies de la Virgen y arrodillados, los papas: Sixto IV con un pergamino donde se puede leer: "Ex-Consti grave nimis 4 sept 1483" (De la constitución Grave Nimis 4 septiembre 1483), el otro papa es Pío IX con un pergamino que dice: "Ex Bulla Ineffabilis Deus 8-12-1854", bula por la cual se decreta el dogma de la Inmaculada Concepción en 1854 y se decreta su fiesta el 8 de diciembre.

En el muro derecho vemos sentado en su Cátedra de Paris al beato franciscano de origen escocés Juan Duns Scotto quien porta un libro con la sentencia franciscana: "Potuit, decuit, ergo fecit" (Pudo, convenía, entonces se hizo). Por encima del asiento se lee la leyenda: "Dignare me laudare te Virgo Sacrata" (Concédeme alabarte, Virgen Santa). A la izquierda San Leonardo de Porto Mauricio con la carta escrita al papa Benedicto XIV (Epistolarvm a Benedicto XIV), detrás al cardenal Cisneros, y a sor María Jesús de Ágreda con su libro de la Mística Ciudad de Dios. A la derecha al beato Ramón LLull con el libro "De BV María" (Bienaventurada Virgen María), al padre fray Luis de Carvajal que defendió las tesis de la Inmaculada Concepción en el Concilio de Trento y finalmente al rey Felipe IV arrodillado presentando el libro de Gaspar de la Fuente "Armamentarium ...." en favor de la Inmaculada Concepción. En lo más alto los evangelistas con sus animales simbólicos: San Lucas portando la inscripción "Spiritu Sanctum super venit in te" (El Espíritu Santo descenderá sobre vosotros) y a San Juan Evangelista señalando la inscripción "Et Verbum caro factum est" (Y el verbo se hizo carne).

• Capilla de los mártires franciscanos (antigua Capilla del Cristo de los Navegantes). Preside la capilla una talla de Cristo en la Cruz sobre un fondo pictórico del Gólgota con la presencia de la Virgen María y San Juan en compañía de otros personajes, entre ellos María Magdalena. En el muro lateral izquierdo una pintura de la Virgen de la Caridad, patrona de Cartagena y en el lateral derecho pintura del Ecce Homo, patrón de Pego. Las pinturas son obra de José Bellver Delmás y están fechadas en 1967.

La colonia cartagenera de Valencia tiene en esta iglesia el patronazgo sobre su patrona al menos desde 1967 y en esta capilla en particular. En 1975 la patrona de Cartagena pasa a ocupar un nuevo espacio en esta misma iglesia, en la Capilla de Santa Rita donde se le venera en la actualidad.

A los pies de la iglesia en el lado de la epístola recibe culto una imagen del Crucificado venerado como Cristo de la Buena Muerte obra de 1929 del escultor Francisco Teruel Francés y una de las pocas imágenes que pudo salvarse después de la Guerra Civil aunque hubo de ser restaurada. En el lado del evangelio encontramos un óleo sobre lienzo del pintor Jerónimo Jacinto de Espinosa, con una pintura de "San Antonio de Padua y ángeles músicos".

El templo dispone de dos portadas, una de ellas a los pies de la iglesia, y la otra que es la entrada habitual al templo en uno de los laterales. La puerta lateral es de finales del siglo XVII y se compone de dos cuerpos, en el inferior se encuentra la puerta adintelada y en el superior encontramos en el interior de una hornacina una imagen en piedra a tamaño natural de San Lorenzo, obra del escultor José García Lorente colocada en junio de 2.010. La anterior había sido destruida en la Guerra Civil de 1936. El conjunto se remata con un pequeño frontón curvo y se decora con adornos de bolas.

En esta misma fachada encontramos un panel cerámico realizado con azulejos de Manises, de factura moderna, en cuyo centro encontramos una escena con la aparición de Jesús a San Francisco de Asís. Rodea toda la imagen un conjunto de elementos de temática franciscana y adornos florales de reminiscencias barroca.

La portada de los pies (en la calle franciscanos), se adscribe al barroco academicista del siglo XVIII y consta también de dos cuerpos con hornacina (en la actualidad vacía).

Es curioso observar en la esquina a los pies de la iglesia un pequeño balcón-mirador cubierto por una pequeña cúpula, que permite la vista a ambos lados de las calles donde se sitúan las portadas de la iglesia. Destaca en lo alto de este balcón mirador una pequeña escultura en mayólica de San Antonio de Padua. Es obra del artesano alfarero de Mánises José María Moreno y sustituye a la que fue destruida en la Guerra Civil y que permanecía en este lugar desde 1908.

La iglesia de San Lorenzo desde su construcción y hasta 1902 ha ejercido funciones de parroquia, fecha en la cual la parroquialidad fue unida a la Iglesia del Pilar, siendo en 1908 cedida la Iglesia de San Lorenzo a la orden de los franciscanos que construyeron un convento en el solar anexo. El arzobispo de Valencia Victoriano Guisasola Menéndez (1906-1914) fue el promotor de este cambio de titularidad.

Los monjes franciscanos fueron expulsados de su Convento de San Francisco en la exclaustración de 1835. Dispersos los monjes durante cuarenta y tres años, logran restaurar la provincia franciscana el 21 de noviembre de 1878 en el Convento de Santo Espíritu del Monte en Gilet (Valencia). Este monasterio se encontraba alejado de la ciudad por lo que empieza un peregrinaje por distintos lugares de la ciudad hasta que en 1908 logran que se les ceda la iglesia de San Lorenzo para su orden. En este peregrinaje recalan en 1892 en el Palacio de los Catalá de Valeriola, donde su propietaria Elisa Valero, viuda de Escofet les alquila unos locales del palacio en la fachada recayente a la calle Samaniego. En 1897 se instalan en el Seminario Conciliar El Ave María situado en la Volta del Ruiseñor de Benimaclet. Desde este lugar se trasladan en 1902 a unos locales en la calle Samaniego, 9 (hoy 7) y más tarde en la calle Samaniego, 18. Finalmente el 31 de enero de 1908 el Arzobispo les entrega la Iglesia de San Lorenzo que en ese momento se encontraba sin culto, aunque dependiente de la Colegiata de San Bartolomé. El 1 de febrero de 1908 los franciscanos abren al culto la iglesia.

Los franciscanos encontraron en 1908 el templo en franco abandono, por lo que tuvieron que efectuarse obras de consolidación. Las obras de repristinación del templo terminaron hacia 1912, los trabajos consistieron en cubrir toda la iglesia de arriba a abajo de estuco, obra del dorador Francisco March, se pavimentó el suelo con mármol, se construyó un coro en alto (1908) y se revistó el zócalo de las columnas con preciosos jaspes. Además se construyó un nuevo convento, eso si de menores dimensiones, que el que tuvieron que abandonar y que estaba situado en la actual Plaza del Ayuntamiento.

Este convento obra del hermano Mateo Company Alfonso, se construyó en el lado del evangelio y para ello hubo que derribar las capillas laterales de ese lado, la capilla de la comunión y ocupar parte del antiguo cementerio de la iglesia y un pequeño solar adjunto. Las capillas laterales fueron nuevamente reconstruidas adosadas a una nave de nueva planta que se añadió a la iglesia. El convento fue construido en un tiempo record, pues entre agosto de 1908 y noviembre de 1909 se levantó el mismo, formado por planta baja y cuatro pisos. La dirección de las obras fue realizada por Rafael Sancho de Godella. Por fin en 1909 los franciscanos ocupan el nuevo convento y ya tienen su iglesia conventual en San Lorenzo, con lo que se cierre un ciclo desde aquel lejano 1835 en que fueron expulsados de su convento de la plaza del Ayuntamiento.

Durante la Guerra Civil los monjes fueron expulsados y la iglesia se convirtió en almacén de artículos militares. Terminada la guerra tuvo que ser nuevamente reconstruido realizándose algunas mejoras acordes a los nuevos tiempos. Desde ese momento y hasta 2007 en que obligados por circunstancias internas de los propios franciscanos, abandonan el convento para agruparse con otros hermanos en el Convento de Nuestra Señora de los Ángeles en Ruzafa.

En el muro del convento, en la calle franciscanos, podemos ver una lápida esculpida en piedra bastante deteriorada que dice: ENNOM DEIHS / AXXVIII DELANERDEL / AÑY MCCCCLXXXVIIII / PERLO MAGNIFICH / MOSSEN LOIS VAL- / LERIOLA CAVALLER (En nombre de Jesús / a 28 de enero del / año 1489 / Por el magnifico / mossen Luis / Valeriola Cavallero). Esta lápida parece ser fue colocada en agradecimiento por la cesión que este noble señor hizo de parte de un solar situado junto a la iglesia y que permitió la ampliación del templo. En la misma se puede ver el escudo de la familia Valeriola: una banda (de gules) con tres flores de lises (de oro).