Costruita su una grande terrazza artificiale probabilmente romana, la chiesa fu iniziata nel 1246 su terreni donati dal Comune di Cortona a Frate Elia, che fu probabilmente anche il progettista della chiesa, già officiata nel 1254 ma consacrata solo nel 1374, come si legge sulla lapide in facciata. La facciata conserva il portale a sesto acuto strombato, con tre colonnette nello sguancio, e l'imposta di un grande occhio. Nell'abside sono visibili i profili delle bifore gotiche parzialmente murate. Sul lato sinistro è visibile l'ala orientale del chiostro dove si aprono due bifore, oggi murate, e una porta a sesto acuto, relative alla sala capitolare.