D’origine duecentesca, la gotica chiesa di S. Agostino è stata variamente modificata nel corso dei secoli. Su progetto del Vanvitelli, notevole fu l’intervento, dopo un terribile incendio che aveva devastato l’edificio nel 1747. Al 1819 risale infine la costruzione del Portico esterno, su disegno d’Agostino Fantastici.
L'interno della chiesa conserva il grandioso impianto vanvitelliano e presenta una serie d’altari in marmi policromi - realizzati tra il XVI e il XVII secolo - corredati da pale dipinte. Tra i numerosi capolavori artistici qui ancora conservati, sono particolarmente da notare: la Crocifissione di Petro Perugino e le tele con il Battesimo di Costantino, il Sant'Antonio tentato e l'Adorazione dei Magi, rispettivamente riferibili a Francesco Vanni, a Rutilio Manetti e al Sodoma. Risalgono invece all'assetto dell'edificio prima dell’incendio gli affreschi di Francesco di Giorgio e Luca Signorelli, riscoperti di recente all'interno delle Cappelle Bichi, e quello di Ambrogio Lorenzetti - con la Madonna in trono con il Bambino e i Santi - che si trova nella Cappella Piccolomini.
