Церковь Богоматери Кармельской (или Кармелитской) относилась к кармелитскому монастырю, стоявшему на piazza Mercatale. Эта площадь находится приблизительно в 350 м на юго-восток от Соборной площади.
Монастырский комплекс с церковью были возведены в 14 веке. Во время бомбардировок в 1944 году здание церкви было разрушено. Храм с высокой колокольней был отстроен заново по проекту архитектора Иво Ламбертини в 1958 году. После завершения строительства церковь была посвящена святому Варфоломею. Нынешний облик здания не повторяет предшествовавшую конструкцию. Старинная церковь была однонефной. Современное здание имеет портик, к которому примыкает колокольная башня, три нефа с апсидой и крипту.
Несмотря на изменение внешнего вида здания, в церкви сохранились старинные произведения искусства. Главный алтарь украшает распятие, датируемое 14 веком. Мраморные «Молящиеся ангелы» приписываются мастерской Антонио Росселлино (15 век). Ещё одно старинное распятие (1320-30), считающиеся чудотворным (к середине 16 века относятся свидетельства о том, что оно изображение распятого Христа поворачивало голову, также двигались глаза изображения) хранится в крипте. На стенах церкви можно видеть «Троицу» (1621-22, дель Эмполи), работы фламандского художника 17 века Ливена Мехуса, а также произведения Санти ди Тито (конец 16 века, «Введение во храм»), Пьера Дандини (17 век, «Богоматерь»), Джован Пьетро Нальдини (начало 17 века).