Sous les doges Jacopo Tiepolo (1229-1249) et Reniero Zeno (1253-1268), les frères franciscains avaient entrepris de bonifier le “lac Badoer“, un terrain marécageux dans le quartier de San Stefano Confessor (San Stin), et ils y construisirent une première église ainsi que le monastère voisin.
Mais cette première église devint rapidement trop petite pour tous les fidèles qui accouraient pour entendre la messe. Aussi, à partir du 28 avril 1250, elle fut agrandie sur tout le campo jusqu'au canal qui le bordait.
Après quatre-vingts ans, la situation se répéta et l'on songea à modifier la structure architecturale en abattant la partie voisine du rio et en formant le campo des Frari. On creusa également un puits d'eau douce. Surtout, on fit pivoter l'axe de l'église en l'orientant vers le rio dei Frari, dans la direction du nord-nord-est.
Vers 1330, les travaux commencèrent sous la direction de Jacopo Celega, et furent poursuivis en 1396 par son fils Pier Paolo. La nouvelle église, la troisième érigée par les Franciscains, avait trois nefs, un transept et sept absides, mais grâce à la générosité de Giovanni Corner la chapelle de Saint Marc fut érigée en 1420, formant la huitième abside.
Le campanile, le plus élevé de la ville après celui de Saint Marc (80 mètres), fut achevé en 1396.
Dans les années 1432-1434, l'évêque de Vicence Pietro Miani fit construire, pour sa sépulture personnelle, la chapelle de Saint Pierre au pied du campanile. La construction de l'église se poursuivit au ralenti de telle sorte que la façade ne fut achevée qu'en 1440 et l'autel en 1516 seulement. L'église fut consacrée le 27 mai 1492 sous le nom de Santa Maria Gloriosa dei Frari.
Le choeur en bois date de 1468.
En 1478, la sacristie fut concédée à la famille Pesaro comme chapelle et lieu de sépulture. La neuvième abside de forme pentagonale fut alors construite.
Sous Napoléon Ier, la communauté religieuse des Frari, c'est-à-dire les Frères Mineurs Conventuels ou Cordeliers, fut dissoute et, comme les autres églises monastiques (San Stin, San Toma', San Polo, San Agostin), elle fut confiée à un prêtre diocésain.
En 1922, le Patriarche Pietro La Fontaine accueillit à nouveau les Cordeliers de retour dans leur église que le Pape Pie XI éleva au rang de basilique mineure en 1926.