Seguendo via S. Caterina si raggiunge la chiesa eretta dai Domenicani a partire dal 1251, parzialmente ricostruita dopo il 1651. Ha facciata marmorea di tipo pisano (completata nel 1330 circa), a semplici arcature duecentesche in basso e due ordini di loggette archiacute in alto, con rosone (rifatto nel 1921-27) nella cui quadratura sono busti di santi in rilievo (1320 circa). In fondo spicca il campanile in cotto, forse di Giovanni di Simone, con bifore, trifore e scodelle ceramicate.Interno a una sola navata con tetto a capriate. Alla parete d., monumento tombale di Gherardo Compagno, a edicola con sarcofago adorno della Pietà e intagli floreali, lavoro pisano della fine del sec. XIV; nella 1ª cappella a d. della maggiore, pala marmorea policroma (sec. XV) di scuola donatelliana; nella tribuna sotto l'altare, sepolcro del Beato fra' Giordano da Rivalto (sec. XIV); ai lati dell'altare maggiore, *statue in marmo con tracce di colore e doratura (Arcangelo Gabriele e Annunciata) di Nino Pisano (1368); nella 2ª cappella a sin. della maggiore, alla parete di fondo affreschi di scuola pisana del sec. XIV; alla testata del transetto sin., *Madonna fra i Ss. Pietro e Paolo di fra' Bartolomeo (1511). Lungo la navata sin., presso il 2° altare, *Apoteosi di S. Tomaso d'Aquino (1363) di Lippo Memmi e Francesco di Traino; segue il *monumento tombale dell'arcivescovo Simone Saltarelli (m. 1342) di Andrea Pisano e del figlio Nino con aiuti, modificato dopo l'incendio del 1651.