L'origine del Convento e della relativa chiesa, secondo la tradizione, risalirebbe a Carlo d'Angiò che, nel 1325, passando da Montevarchi vide che si stava costruendo un convento francescano e allora suggerì ai frati di dedicarlo a suo zio, Ludovico o Lodovico di Tolosa, francescano anche lui e fatto santo da poco. La proposta venne accolta e «Papa Giovanni XXII con lettera del 6 giugno del 1327 diretta a Giovanni Orsini Diacono, Cardinale di S. Teodoro e Legato della S. Sede, alto suppliche del medesimo e di Carlo II Duca di Calabria, nipote di S. Ludovico Vescovo di Tolosa, dà licenza alla Comunità di Montevarchi di poter edificare a proprie spese il detto Convento e Chiesa in onore e col nome dell'enunciato Vescovo S. Ludovico».

 

Sponsor della costruzione della chiesa e del convento furono i Ricasoli, e infatti Bettino di Bindaccio Ricasoli ne fu nominato "Operaio" ossia direttore generale dei lavori. Dietro a lui c'era però il ricchissimo padre Bindaccio Ricasoli che oltre a finanziare l'edificazione della chiesa pagò di tasca sua, nel 1360, la costruzione dell'altare maggiore come si legge nella relativa iscrizione.

 

Dopo oltre quattro secoli di storia il convento rientrò nelle soppressioni delle corporazioni religiose toscane decretate da Napoleone il 24 marzo 1808. La mattina del 23 aprile 1808 si presentarono al convento il cancelliere Francesco Lapi di San Gimignano e il commissario Adalindo Lachi che, in nome della legge, inventariarono e sigillarono tutti i beni dell'istituto. Il 29 maggio successivo Ferdinando Redditi di Foiano della Chiana e il commissario Giulio Ciaperoni dettero esecuzione al decreto di dissoluzione degli ordini religiosi ma concessero ai diciassette sacerdoti e ai sette fratelli laici di restare temporaneamente nel convento. La concessione fu revocata nel maggio 1810 quando le autorità cittadine sgomberarono l'edificio e rimandarono a casa gli ex-religiosi con tanto di pensione. Rimane memoria delle vicende di quei giorni grazie a un diario lasciato da Padre Felice Messeri, frate del convento, che non volendo piegarsi alla legge e abbandonare la struttura ottenne di poter rimanere come custode della chiesa. Finita la dominazione napoleonica il Convento non fu ripristinato ma la chiesa tornò a essere edificio religioso quando, nel 1821, i parrocchiani della chiesa di Sant'Andrea Apostolo a Cennano, filiale cittadina della chiesetta detta anche Cennanuzzo, decisero di trasferircisi visto che c'era una chiesa libera e la loro era ormai architettonicamente compromessa.

 

La traslazione della Parrocchia di S. Andrea in Cennano nella chiesa e nei locali dell'ex Convento di San Lodovico fu concessa con Sovrano Rescritto del 12 gennaio 1821 e con Decreto Vescovile del 13 febbraio 1821. La chiesa, che i Montevarchini impropriamente presero a chiamare Cennano, fu riaperta al culto e i locali dell'ex convento trasformati nell'abitazione del parroco. Diversa la sorte del chiostro del convento, detto oggi Chiostro di Cennano, che venne scorporato dalla canonica e dalla chiesa e assegnato all'Accademia Valdarnese del Poggio per ospitarne la sede, la biblioteca e il museo paleontologico.

 

Una prima ridecorazione della chiesa venne portata a termine nel 1430 per volontà del padre e noto predicatore Maestro Antonio Forti di Montevarchi. Un'altra modifica si data attorno ai primi anni del Cinquecento visto che il 27 gennaio 1508 la chiesa fu solennemente riconsacrata dal francescano Giovanni da Prato che veniva da una inaugurazione simile, datata 15 gennaio, ovvero della chiesa di San Francesco a Prato. Il prelato rimase nel convento cinque giorni «avendo seco il Capellano, il nipote, due Servitori, il barbiere, lo staffiere ed il vetturale con sette cavalcature» e concesse ben quaranta giorni di indulgenza da lucrarsi l'ultima domenica di gennaio.

 

Un ulteriore rimaneggiamento è del 1548, poi un po' di pace fino al 1734 quando fu nuovamente stravolta. Nuovi lavori nel 1772 su disegno del montevarchino Giuseppe Cicori che trasformò completamente, in senso barocco, l'aspetto originario della chiesa aggiungendoci le volte, gli archi, i pilastri, più stucchi e vari altari laterali. Tra il 1890 e il 1899 si dovette procedere a un restauro d'emergenza dopo un terremoto che aveva provocato seri danni alla struttura.

 

Altri interventi, portati a termine nel 1935, tesero a ripristinare la francescanità della facciata esterna. Venne edificata, o riedificata, la tipica tettoia delle chiese francescane e fu smantellato un grosso finestrone rettangolare per far posto a un più canonico occhio rotondo in pietra, mentre nella lunetta sovrastante la porta venne collocato un bassorilievo, raffigurante San Ludovico in abiti vescovili, opera dello scultore Pietro Guerri. Ultimo rimaneggiamento quello del 1949 che in principio doveva intervenire sui segni, cannonate e schegge di mitraglia, lasciati dal passaggio del fronte a Montevarchi ma che poi andò a smantellare, per un velleitario guizzo estetico, le strutture barocche andate, oggi, irrimediabilmente perdute.