E’ ignoto l’anno di fondazione della chiesa; dai primi documenti relativi a Mammiano risulta che ivi possedeva una corte il vescovo di Pistoia, citata nella bolla di Pasquale II inviata al vescovo pistoiese Ildebrando il 14 novembre 1105. L’impianto originario è romanico, ad una sola navata con abside: sul perimetro esterno insistono vani posteriori, ascrivibili ai secolo XVI – XVII. L’esterno presenta una facciata a capanna con portalino di tipologia tardo cinquecentesca, su cui imposta un architrave adorno di testina d’angelo alato a bassorilievo fra due gigli fiorentini, sormontato da timpano spezzato includente un cartiglio illeggibile per corrosione. Un oculo a strombo eseguito in muratura, impostato sulla linea mediana della facciata, mostra tracce dei restauro moderno; pure di fattura recente è il piccolo tetto pensile impostato sopra il portale. La torre campanaria, impostata sul fianco sinistro, di notevoli proporzioni e a pianta quadrata, sembra risalire al tardo secolo XVI. L’interno, ad una sola aula terminante in abside semicircolare, con due bracci laterali nella zona presbiteriale, è coperto da soffitto ligneo cassettonato a decoro di fioroni dipinti. Nel complesso l’aspetto attuale è prevalentemente ottocentesco, con inserti più recenti, quali il pavimento in cotto e la risistemazione dell’abside su struttura settecentesca. Fra gli arredi che si conservano nella chiesa di San Biagio a Mammiano e’ da ricordare un quadro rappresentante il martirio di San Biagio.