La iglesia y el monasterio de Santa Maria in Organo son una fundación de los monjes benedictinos que data del siglo VIII, dependiente del patriarca de Aquilea. El nombre podría derivarse del organum, un ingenio del lugar que extraía agua del Adigio. Entre los siglos XI y XII, la iglesia se reconstruyó con tres naves con ábsides semicirculares y una cripta de oratorio. En el siglo XV pasó a manos de los monjes benedictinos olivetanos, que comenzaron una obra de reconstrucción del edificio sagrado y de las residencias del monasterio, para lo que convocaron a los mejores artistas de la ciudad (Domenico y Francesco Morone, Giovanni Francesco Caroto).
El fraile olivetano Giovanni da Verona realizó entre 1494 y 1499 el coro de madera, con 41 sillas con incrustaciones de figuras de santos y vistas en perspectiva, en cuyo centro colocó en 1501 un gran atril, caracterizado por la figura de un conejo. Entre 1519 y 1523, siendo abad Cipriano Cipriani, Giovanni realizó la sacristía, con un respaldo de diez metros de largo que representa vistas arquitectónicas, objetos litúrgicos y herramientas de trabajo, considerada por Giorgio Vasari la más bella de toda Italia. Los paneles de taracea de fray Giovanni son una obra maestra del Renacimiento.
La fachada de la iglesia, que recuerda al templo malatestiano de Rímini de Leon Battista Alberti, muestra tres arcadas profundas y pilastras conectadas a columnas de orden corintio. Fue diseñada a partir de 1546 por Michele Sanmicheli, el gran arquitecto veronés de la época. La parte superior del frente, en la que se ve la pared románica de ladrillos alternados con la piedra, quedó inacabada.