Fu costruita in stile gotico insieme al convento degli Eremitani di S. Agostino, verso il 1270, poi rifatta un secolo dopo. Conversa del suo primario aspetto le arcate delle lunghe finestre, ora chiuse, con eleganti decorazioni in cotto. Il portale, di pietra d´Istria, fu eseguito da Giovanni di Fiandra su disegno di Giuliano da Majano (1484) che collocò nella lunetta la statua di S. Agostino. L´interno, rifatto su disegno di Ferdinando Galli da Bibbiena sul finire del XVII secolo, presenta ornamenti degli altari di notevole pregio: marmi e pale eseguite da pittori di rilievo quali il Filippo Bellini, Pier Simone Fanelli, Felice Damiani e resti di affreschi realizzati da Giacomo da Recanati. Dal Chiostro di Sant'Agostino è visibile il campanile della chiesa, reso celebre dalla poesia leopardiana Il passero solitario. Qui si trova il Museo di Arte Contemporanea dei Pittori dell'Emigrazione.