La vicenda della chiesa di Sant’Antimo sopra i Canali di Piombino, progettata nel 1135 e costruita negli anni successivi, è inserita nel contesto della nascita e dello sviluppo del castello e del porto di Piombino e delle complesse relazioni tra il vicino monastero benedettino maschile di San Giustiniano di Falesia, l’arcivescovo di Pisa, che concentrò nelle sue mani la maggior parte dei diritti signorili, e il Comune di Pisa, cui spettava il controllo politico. La ricostruzione della chiesa di Sant’Antimo nella prima metà del Duecento si collega al più vasto disegno dell'ampliamento e rifortificazione del castello di Piombino e della riqualificazione del porto, un progetto che non poté essere stato ideato e condotto se non dal Comune di Pisa; ad esso si accompagnò anche il trasferimento nella chiesa ricostruita delle funzioni plebane dalla vecchia chiesa di San Lorenzo.