Fu Sigismondo Malatesta, alla metà del XV secolo, a far ricostruire e ampliare una precedente chiesa francescana del XIII secolo, trasformandola in un vero e proprio tempio per celebrare la gloria sua e della sua famiglia, e dando vita a una delle testimonianze più preziose del Rinascimento italiano, su progetto del grande architetto Leon Battista Alberti. La maestosa facciata, rimasta incompiuta nella parte alta a causa della scomunica papale del 1462 che fece cadere in disgrazia Sigismondo, s’ispira alle forme dell’arco trionfale romano. La costruzione poggia su un basamento in pietra d’Istria, decorato con un fregio a bassorilievo composto da ghirlande che contengono e alternano quattro tipi di scudi malatestiani: l’elefante, la I e la S intrecciate (sigla di Sigismondo e della consorte Isotta), la doppia fascia a scacchi e il fiore di Isotta. Sui fianchi si aprono sette arcate che poggiano su pilastri: quelle del lato destro ospitano i sarcofagi di eminenti personalità della corte malatestiana, quelle di sinistra sono vuote. La presenza in un edificio di culto di così tanti elementi pagani, motivo per cui è chiamato ‘tempio’, contribuì non poco alla scomunica papale.