Situata poco all'interno dell’attuale Porta Romana, la chiesa di Santa Maria degli Angeli, nota come il Santuccio, fu edificata tra il 1320 e il 1352 da alcune monache dell’ordine di Santa Maria Maddalena provenienti dalla località di Melianda, tra Buonconvento e Serravalle.
Una volta vendute tutte le loro proprietà in quella zona, le monache decisero di fondare un nuovo monastero più vicino alla città nel luogo in cui si trovava Porta dell'Oliviera (oggi non più riconoscibile). A supportare tali monache fu la casata senese dei Santucci, dalla quale la chiesa prese probabilmente il nome. Altra ipotesi di fondazione del monastero, meno attendibile, è da ricercare nella figura della beata Santuccia Tarabelli da Gubbio, abbadessa generale delle monache agostiniane in Toscana che avrebbe fondato la chiesa intorno agli anni ’70 del Duecento. Nella prima metà del Quattrocento le monache di Melianda si fusero con le consorelle di Santa Maria degli Angeli in Valli, fuori Porta Romana.
Notizie sulla chiesa si hanno poi nuovamente nel Cinquecento. In questo secolo il Santuccio attraversò un periodo di rinnovamento con l’inclusione di una cappella dedicata ai santi Agnese ed Ivo risalente al 1527; l’attuale aspetto architettonico è invece frutto del completamento avvenuto nel 1577 con la costruzione di un grandioso altare, realizzato in ossequio ai dettami della Controriforma. Nel XVI secolo, il monastero affrontò anche difficoltà economiche significative, in parte dovute alla crisi causata dalla carestia e dall’instabilità politica. Le monache si trovarono spesso a richiedere aiuti esterni per mantenere le strutture e affrontare le difficoltà finanziarie. Diverse petizioni furono inoltrate alle autorità cittadine, tra cui una del 1541 in cui si richiedeva assistenza per la riparazione del dormitorio, che minacciava rovina.
Evento di particolare interesse per il monastero è l’arrivo, nella notte del 23 marzo 1550 (1549 secondo l’anno senese), del reilquiario duecentesco contenente la testa di San Galgano. A portarlo, appeso al pomo della spada, sarebbe stato un giovane bellissimo dai capelli biondi con sembianze di soldato, un’evidente allusione a San Michele Arcangelo che ricoprì un ruolo fondamentale nella conversione di Galgano. La minacciosa presenza dei soldati spagnoli nella chiesa della Maddalena, dove il reliquiario si trovava, pare avesse giustificato questo trasferimento. L'arrivo della preziosa reliquia a Siena diede slancio a una rinnovata devozione cittadina per il santo, una devozione ben comprensibile alla luce dei numerosi miracoli ad essa attribuiti i capelli che continuavano a crescere dalla reliquia venivano tagliati (in alcuni casi distribuiti a personaggi eminenti entro altri reliquiari) e il solo contatto con essi era capace di guarigioni miracolose più volte documentate da fonti scritte. Il reliquiario – conservato in un vano sull’altare della parete sinistra in origine chiuso da una tavola oggi conservata in Pinacoteca Nazionale (sala 20) attribuita al Maestro di Bolea - rimarrà nella chiesa del Santuccio per più di trecento anni, fino al trasferimento nel Museo dell’Opera del Duomo intorno al 1925. Alcuni ritengono che l’appellativo “Santuccio” attribuito alla chiesa derivasse proprio dalla presenza di questa reliquia di San Galgano, così chiamato poiché morto in età giovanile. Attualmente la chiesa è di proprietà del Ministero della Cultura mentre una parte dell’edificio all’epoca adibito a monastero è, dagli anni Trenta del Novecento, sede dell’Istituto d’istruzione superiore Giovanni Caselli.