La chiesa venne iniziata nel 1338 dalle popolazioni di Manarola e Volastra, come recita la lapide posta nella parte destra della facciata. Era intitolata alla Vergine Maria: a san Lorenzo era dedicata infatti la chiesa di Volastra. Solo alla fine del XVI sec. vi fu lo spostamento del titolo tra le due chiese.
Il rosone con 12 colonnine, è attribuibile a Matteo e Pietro da Campilio, autori del rosone della chiesa di Corniglia. La pianta è a basilica con tre navate, come nelle altre chiese delle Cinque Terre, la navata centrale è il doppio di quelle laterali.
Il portale è attualmente privo delle colonne, due per lato, che lo adornavano.
Sull'altare maggiore si trova un pregevole trittico raffigurante la Madonna col Bambino e Santi, degli inizi del '500, attribuito sempre al maestro delle Cinque Terre. Alla stessa mano si deve il trittico con san Lorenzo e i Santi, collocato nella navata destra.
Nella navata destra della chiesa vi è un piccolo tabernacolo con un bassorilievo che raffigura il martirio di san Lorenzo. Fino a pochi anni fa il bassorilievo era collocato nella lunetta del portale di ingresso.
