El patrono de Sesto Fiorentino es san Martín de Tours, festejado el 11 de noviembre en la iglesia parroquial que lleva su nombre, entre las primeras erigidas en la ciudad en el bajo medievo. El territorio de Sesto fue durante mucho tiempo feudo de los obispos florentinos, a quienes la población se negó a pagar gravosos tributos, sufriendo por ello la excomunión; después pasó a formar parte de la República florentina, como capital de una de las ligas del contado, conociendo un notable desarrollo en el Renacimiento gracias al saneamiento de la llanura.
En 1735 el marqués Carlo Ginori fundó la Manifattura di Doccia, una de las primeras fábricas de porcelana de toda Europa, que trajo un significativo desarrollo económico a la ciudad: todavía hoy el Museo de la Porcelana de Doccia narra su historia, mientras que el Instituto Estatal de Arte de la ciudad desciende de la escuela fundada en 1873 por el marqués Lorenzo Ginori Lisci para formar a los artesanos empleados en la manufactura. Sesto estuvo además en el centro de las luchas obreras de finales del siglo XIX, y en el referéndum de 1860 casi la totalidad de los votantes se pronunció a favor de la anexión al Reino de Cerdeña, que al año siguiente se convertiría en el Reino de Italia.