Qoca Kosimo Medici 1444-cü ildə özünün geniş əlyazma kolleksiyasından ev kitabxanası qurdu. 1437-ci ildə dostu, humanist və bibliofil, qədim əlyazmalara düşkün olan Nikolo Nikkolinin ölümündən sonra Kosimo onun kolleksiyasını miras aldı və onu qismən San-Marko monastırına verdi. 1497-ci ildə Mediçilər Florensiyadan qovulduqda kitabxana Sinoriyanın mülkiyyətinə keçdi və San-Marko monastırına göndərildi. 1512-ci ildə Florensiyaya qayıtdıqdan sonra Mediçilər şəhərdə öz hakimiyyətlərini bərpa etdilər, həmçinin kitab, əlyazmalar və sənət əsərləri kolleksiyalarını geri aldılar.

Kitabxananın adını qoyan I Möhtəşəm Lorensonun qardaşı oğlu Julio de Mediçi (1478-1534) 1523-cü ildə VII Klemens adı ilə papa oldu. 1524-cü ildə o, Mikelancelo Buonarrotiyə ailə kitabxanası üçün bina tikməyi tapşırır. Tikinti 1525-ci ildə başlayır. Lakin 1534-cü ildə Mikelancelo Florensiyanı tərk edərkən yalnız oxu zalının divarları tamamlanmışdı. Nikkolo Tribolo, Corco Vazari və Bartolomeo Ammanati Mikelancelonun planları və şifahi göstərişləri əsasında iş davam etdirdilər. Kitabxana 1571-ci ildə açıldı.

Laurenzian Kitabxanası Mikelancelonun ən mühüm memarlıq nailiyyətlərindən biridir. Hətta müasirləri də dərk edirdilər ki, bu layihədəki yeniliklər o dövrün memarlıq fikrinin inkişafı üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edir.