Wenn man aus der Kirche kommt, liegt links der Eingang zu den Kreuzgängen dieser Dominikanerbasilika. Bemerkenswert ist der sog. „grüne Kreuzgang", der 1350 gebaut wurde und so wegen der Fresken in Grün genannt wurde, die sich dort befanden.

Diese werden jetzt im Refektorium aufbewahrt, und unter ihnen stechen die hervor, die um 1440 von Paolo Uccello ausgeführt wurden. Besonders wichtig wegen ihres gesuchten perspektivischen Aufbaus ist die Szene der Sintflut mit der Arche Noah.
Den Abschluss der Kreuzgänge von S. Maria Novella bildet die große Kapelle aus dem 14. Jh., die seit dem 16. Jh. „Spanierkapelle" heißt, weil sie den spanischen Adligen vorbehalten war, die im Gefolge der Herzogin Eleonora von Toledo nach Florenz gekommen waren.
Der gotische Raum ist vollständig mit Fresken von Adrea da Firenze aus der Schule des Giotto ausgemalt, der 1355 hier das Leben Jesu und des Hl. Märtyrers Petrus darstellte, sowie den Triumph des Hl. Thomas von Aquin und der Domenikaner. In der zuletzt genannten Szene sieht man eine große Kirche, das ursprüngliche Modell für den Florentiner Dom S. Maria del Fior