Levantada sobre una antigua mezquita musulmana, este templo fué una de las primeras iglesias erigidas en 1238 y por lo tanto formaba una de las feligresías de las primitivas parroquias valencianas.

La iglesia aparece terminada en 1276, aunque el edificio actual fué la consecuencia de las obras llevadas a cabo en dicha fábrica entre 1682 y 1684 (siglo XVII). En estas fechas se concluyó al Altar Mayor, hermoso ejemplar de estilo churrigueresco valenciano.

En 1746 el arquitecto José Minguez dirigia las obras de la torre campanario, de planta hexagonal, que como consecuencia del terremoto del año 1822 quedó un poco desplazado de su eje, como se observa actualmente. La misma se encuentra enlucida de cemento imitando la sillería. El anterior campanario se habia desplomado a finales del siglo XVII. Se compone de tres cuerpos, el cuerpo de campanas alojan dos campanas que llevan por nombre: Domingo (1742) y Santa Anna (1718). Remata el campanario un cupulin con una curiosa veleta donde podemos ver la imagen de San Lorenzo con la parrilla (elemento propio de su martirio).

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La iglesia es de una sola nave y planta basilical, con bóveda de medio cañón y lunetos, tiene una decoración arquitectonica de estilo corintio, con pilastras y adornos platerescos. Tiene capillas a los laterales y el retablo mayor actual procede del convento franciscano de Calatayud, de donde fué trasladado, pues en 1908 la iglesia de San Lorenzo de Valencia fué cedida a los franciscanos por el arzobispo Guisasola, al haber sido trasladada la parroquialidad de San Lorenzo a otro templo de la capital. El retablo mayor realizado en madera dorada, lo preside una figura barroca del siglo XVII representando a San Lorenzo. A su lados sendas imagenes de Santa Catalina de Sena y Santa Inés de Montepulciano cuyos originales fuerón destruidos en la guerra civil española.

Entre las capillas que encontramos en su interior tenemos la conocida como la Capilla de la Purisima "Xiqueta" de Benissa, cuya imagen se encuentra representada en el retablo de la capilla. Le sigue la Capilla de la Inmaculada Concepción con una imagen del imaginero José Maria Ponsoda. Las paredes se decoran con pinturas murales de Bellver Delmás alusivas a la devoción inmaculada. A los pies de la iglesia recibe culto una imagen del Crucificado venerado como Cristo de los Navegantes, de gran sabor artístico y datado en el siglo XVIII.
Otros altares y capillas de que dispone la iglesia son: la imagen de San Antonio de Padua que se encuentra sobre el Sagrario de la nave del Evangelio, las imagenes de La Piedad y Santa Rita, San Francisco de Asís entre Cristo Rey y la Virgen (obra de Jose Maria Ponsoda), San José y Nuestra Señora del Castillo (Patrona de Cullera). En este lado también encontramos pinturas murales de Bellver Delmás.

Los cuatro ovalos pintados, uno en cada tramo de la bóveda del techo, representan escenas de la vida de San Lorenzo.

Entre las obras de arte que encontramos en la iglesia destacamos un Ecce-Homo del siglo XVIII en madera policromada y un óleo de San Vicente Ferrer de factura barroca.

El templo dispone de dos portadas, una de ellas a los pies de la iglesia, y la otra que es la entrada habitual al templo en uno de los laterales. La puerta lateral es de finales del siglo XVII, y se compone de dos cuerpos, en el inferior se encuentra la puerta adintelada y en el superior encontramos una hornacina vacia, el conjunto se remata con un frontón curvo y se decora con adornos de bolas.

En esta misma fachada encontramos un retablo azulejos de Manises, de factura moderna, en cuyo centro encontramos una escena con la aparición de Jesús a San Francisco de Asis. Rodea toda la imagen un conjunto de elementos de temática franciscana y adornos florales de reminiescencias rococó.

La portada de los pies, se adscribe al barroco academicista del siglo XVIII y consta también de dos cuerpos con hornacina.

Es curioso observar a los pies de la iglesia un pequeño balcón o mirador, cubierto por una cúpula que permite la vista a ambos lados de la calle donde se se situan las fachadas de la iglesia.

Desde 1238 y hasta 1902 ha ejercido funciones de parroquia, fecha en la cual dichas tareas pasaron a realizarse en la Iglesia del Pilar, siendo cedida posteriormente en 1908 a la orden de los franciscanos, que construyerón un nuevo convento en el solar adjunto.

Los franciscanos encontraron en 1908 el templo en franco abandono, por lo que tuvieron que efectuarse obras de consolidación. Las obras de repristinación del templo terminarón en 1912, los trabajos consistierón en cubrir toda la iglesia de arriba a abajo de estuco, obra del dorador Francisco March, se pavimentó el suelo con mármol y se revisitó el zócalo de las columnas con preciosos jaspes. Ademas construyerón un nuevo convento, eso si de menores dimensiones, que el que tuvierón que abandonar.

Durante la Guerra Civil los monjes fuerón expulsados y la iglesia se convirtió en almacen de articulos militares. Terminada la guerra tuvo que ser nuevamente reconstruido realizandose algunas mejoras acordes a los nuevos tiempos. Actualmente el convento de San Lorenzo es atendido por los monjes franciscanos.