Eretta sul margine esterno (sud-ovest) delle mura duecentesche, è un'interessantissima chiesa a pianta centrale, iniziata nel 1508 per celebrare il culto di un'immagine sacra della Maestà e ultimata solo nel 1607. Già alla fine del XVI secolo fu attribuita a Bramante, ma non esistono prove documentarie, molto precise invece per quanto riguarda gli altri maestri (Colada Caprarola, Baldassarre Peruzzi, il Vignola, Ippolito Scalza). A croce greca, l'edificio è impostato su quattro absidi, tre poligonali e la quarta semicircolare; questa composizione è coronata da una terrazza e quindi conclusa in senso ascensionale da una cupola molto slanciata per le dimensioni del tamburo. Notevole la luminosità dell'interno, decorato da Filippo da Meli e Francesco Casella.