Pierwszy, romański kościół św. Floriana, ufundowali w 1184 roku w najbardziej wysuniętej na północ części zespołu osadniczego przedlokacyjnego Krakowa książę Kazimierz Sprawiedliwy i biskup krakowski Gedko. Fundacja związana była ze sprowadzeniem z Włoch do katedry na Wawelu relikwii św. Floriana, którego kultowi – w nie mogącym się jeszcze poszczycić relikwiami rodzimych świętych Krakowie – planowano nadać rangę państwową. Konsekracji kościoła dokonał w 1216 roku biskup krakowski Wincenty Kadłubek. W wyniku lokacji Krakowa w 1257 roku świątynia znalazła się poza nowo wytyczonym obszarem miasta, by ostatecznie stać się kościołem parafialnym utworzonego na przedpolu Krakowa przez Kazimierza Wielkiego w 1366 roku miasta Kleparza, w dokumencie lokacyjnym nazwanego od wezwania świątyni Florencją. W 1401 roku Władysław Jagiełło przekazał prawa patronackie do kościoła Uniwersytetowi Krakowskiemu, stąd w następnych stuleciach z parafią tą związanych było wielu jego profesorów, m.in. jako proboszcz zm. w 1641 roku Marcin Wadowita. Położony poza linią umocnień miejskich kościół ulegał licznym dewastacjom i pożogom – w czasie najazdów tatarskich w latach 1241 i 1259, walk z Czechami w 1306 roku, pożarów w latach 1528 i 1587 i potopu szwedzkiego w 1655 roku. Świątynia w dzisiejszej, barokowej formie została wzniesiona w latach 1677-1684, a następnie przedbudowana w latach 70. XVIII wieku po zniszczeniach powstałych w okresie konfederacji barskiej. W latach 1902-14 dodano kaplice przy nawach bocznych i nowe elementy dekoracyjne, nadbudowano wieże i przekształcono kruchtę, zachowując jednak barokową formę całego założenia. Większość wyposażenia kościoła pochodzi z XVIII wieku, ale znajdują się w nim także cenne elementy gotyckie – m.in. płaskorzeźba Zaśnięcia NMP z ok. 1440 roku, przeniesiony z kaplicy Bonerów w kościele Mariackim ołtarz św. Jana Chrzciciela z początku XVI wieku oraz zdobyty przez Władysława Jagiełłę pod Grunwaldem w 1410 roku i ofiarowany kościołowi rekliwiarz wieżyczkowy.
W latach 1949-1951 wikariuszem przy kościele św. Floriana był ks. Karol Wojtyła. Działalność przyszłego papieża w parafii objęła m.in. duszpasterstwo środowiska młodej inteligencji, które zaowocowało powstaniem zżytej grupy słuchaczy Jego kazań i towarzyszy Jego wakacyjnych wypraw. W 1999 roku papież Jana Pawła II podniósł kościół do rangi bazyliki mniejszej.
SKOZK przystąpił do finansowania kompleksowych prac konserwatorskich w kościele św. Floriana w 1991 roku. Dzięki środkom SKOZK przeprowadzono renowację wszystkich elewacji i wymianę pokrycia dachu. Finansowana przez Komitet wieloletnia renowacja wnętrza objęła konserwację organów, prace konserwatorskie w kaplicach św. Jana Kantego, Brackiej, św. Antoniego, i Przemienienia Pańskiego, kompleksową konserwację wystroju prezbiterium, naw bocznych, kruchty i empor bazyliki. W 2014 roku SKOZK powrócił do dofinansowania prac w świątyni realizując I etap remontu konserwatorskiego elewacji frontowej wraz z wieżami i ścianami frontowymi kaplic bocznych oraz naprawę pokryć hełmów wież i kopuły kruchty. Łącznie w latach 1995-2008, 2011 i 2014 SKOZK przeznaczył na prace w kościele 3.693.823 zł.