Il primo riferimento all’antico borgo è in un atto del 28 Marzo 1108 con cui il conte Bernardo di Montagutolo di Pari conferma all’abate della Badia Ardenghesca di San Lorenzo sul Lanzo possessi e privilegi, fra i quali due porzioni del castello di San Lorenzo, donati dai conti Ardengheschi di Civitella.
Nel XII secolo, il castello si chiamava probabilmente San Lorenzo a Foiano, nome di un borgo presso il fiume Merse, conosciuto anche come Maciareto (poi Macereto).

Nel 1368, presso il castello, la Repubblica di Siena costruì la strada che la univa a Grosseto e il ponte “a Maciareto”, o “a Foiano”. Per questo San Lorenzo prese per insegna un ponte a sei arcate, identico a quello appena costruito, sormontato dalla balzana, lo scudo bianco e nero simbolo di Siena.

Nel 1208 il castello fu venduto ai Marescotti, importanti banchieri e mercanti senesi. Insofferenti alle leggi della Repubblica senese, i Marescotti vessavano i propri contadini e i viaggiatori che utilizzavano la strada verso Grosseto. Così, nella notte tra il 7 e l’8 Giugno 1369, Siena mandò 2000 armati, che la mattina successiva entrarono a San Lorenzo, catturarono Edoardo di Niccolò Marescotti e disfecero il castello. La fortificazione andò in rovina e, dopo essere stata svincolata dai Marescotti e rimasta quasi del tutto diroccata, fu definitivamente abbandonata. Il villaggio seguì le sorti della città di Siena fino alla metà del Cinquecento, quando venne annesso a Firenze.

Il castello, situato nella parte più alta del paese sopra uno sprone di roccia e risalente probabilmente al X-XI secolo, aveva la pianta a poligono irregolare con spigoli arrotondati e cortile interno. Il fortilizio giunto fino a noi sembra forse risalire al XIV secolo. Dell’antica struttura si conserva ancora la porta d’accesso ad arco ribassato e la traccia di una finestra ad arco in pietra sul lato ovest. Restano anche i residui di un grande muro in pietra lavorata anteriore a metà Duecento, con sopraelevazione successiva in pietra più grezza, e lo stemma della famiglia Marescotti, un’aquila ad ali spiegate (sulla parete destra dell’ingresso al castello).

Interessante il particolare di una casa in via della Piazza, che conserva tracce di un arco nella cui chiave sono scolpite una balestra e la data 1514, probabilmente memorie di una produzione di balestre in loco.
Dopo lo smantellamento, i resti del castello furono adattati ad abitazioni. Al castello s’innestò quindi un borgo fortificato di forma allungata, del quale è ancora rintracciabile buona parte delle mura nel basamento delle case esterne. La porta d’accesso principale era forse in una torre mozza ancora visibile accanto all’odierno accesso al paese, mentre l’altra porta è dal lato opposto.

Con la creazione, nel 1560, del Vicariato di Pari, il paese fu assegnato alla sua giurisdizione civile, mentre per quella penale e criminale era competente Casole d’Elsa. Nel 1676, il Gherardini lo descrive come villaggio non cinto di mura, con strade scoscese, non selciate né mattonate, case sparse senza alcun ordine, anguste e poco comode. Gli edifici pubblici erano il Palazzo di Giustizia, la stanza dell’Oliviera, il podere di Caprareccia e la cisterna pubblica. C’erano, inoltre, due botteghe di bottai e una di fabbro.
Con l’abrogazione granducale dei diritti feudali, il borgo andò a far parte (dal 1749) del Comune di Sovicille. Infine, dal 1833, divenne parte del Comune di Monticiano. Delle vie e delle piazze restano oggi i toponimi antichi: via dello Sdrucciolo, Oliviera, Feudatario, Croce, Pizzicore, piazza della Bella.

Attualmente San Lorenzo a Merse costituisce la più grande delle frazioni del Comune di Monticiano. La sua vicinanza alla superstrada Siena-Grosseto lo pone in posizione strategica per il raggiungimento dei due capoluoghi di provincia.
Il clima, più mite rispetto a Monticiano, fa sì che viti e ulivi possano essere coltivati con profitto.

Bartolomeo Gherardini, nel suo viaggio in terra di Siena per conto di Cosimo III De’ Medici, racconta che la Corte di S. Lorenzo è assai coltivata a Vino, vedendosi quantità di Vigne, e se ne ricoglie un Anno per l’altro circa Some mille cinquecento di buona qualità.
La pieve di San Lorenzo, risalente all’XI secolo, dette anticamente il nome al borgo. Accanto si trova la chiesa della Confraternita della Misericordia, o Compagnia della Concezione, risalente al XIV-XV secolo. La chiesa di Santa Maria delle Nevi (o di Santa Maria della Neve o della Madonna della Piaggia) è attualmente inglobata nell’attuale camposanto del paese.
In località Massoni, all’interno di un marroneto posto a circa due chilometri dal paese, si possono vedere alcuni resti della cappella dedicata alla Santissima Vergine dei Dolori, costruita nel 1717 dal notabile e possidente locale Pellegrino Marchi e distrutta nel 1774.