Intorno al 1880 a Prato, più precisamente poco al di fuori della zona Porta al Serraglio, si formò un nuovo quartiere lungo la via Bolognese e il fiume Bisenzio. Questo sviluppo urbanistico venne accompagnato dalla costruzione di importanti insediamenti industriali - come il Fabbricone, il Lanificio Mazzini e le due sedi della fabbrica Calamai - che funzionarono da elementi generatori del futuro tessuto urbano. In questa fase venne costruito anche l’edificio del Lanificio Calamai, a partire dal 1924, che figurava nelle tavole dell'IGM nell'aggiornamento del 1934. Il progetto edilizio fu curato dagli ingegneri Poggi e Gaudenzi, come si apprende da più targhe affisse sui muri dei capannoni sulle quali si legge: "Ing.ri Poggi Gaudenzi & C. Società per Costruzioni cementizie, Firenze via de' Martelli 7". Nel 1927 la fabbrica già occupava 28.000 metri quadrati dei quali 22.500 coperti, mentre nel 1930 si rese necessario un nuovo ampliamento per realizzare una tintoria e un nuovo magazzino.
Il Lanificio Calamai divenne ben presto un’icona dell’architettura industriale di Prato, dove dominava la vista lungo il Bisenzio a fine ‘800, in mezzo agli altri numerosi e importanti edifici industriali. Originariamente gli edifici della fabbrica erano due, il primo dei quali, oggi scomparso, era sorto in seguito all’arrivo in città della ferrovia a Porta al Serraglio, da dove partiva un binario che portava direttamente le merci all’interno della fabbrica.
La fabbrica diventa parte del grande patrimonio di architettura industriale che caratterizza l'immagine urbana pratese, al cui interno si contraddistingue come raro, se non unico, esempio di caratterizzazione rappresentativa e "monumentale" - seppure limitata alla facciata - di un edificio utilitaristico, aspetti per i quali esso viene citato in vari testi sull'architettura industriale della città di Prato.