Dedicata all'Assunta, fu eretta nel 1459-62 nel luogo dell'antica pieve romanica, su disegno di Bernardo Rossellino che per la facciata si ispirò palesemente ai canoni rinascimentali albertiani. Tripartita da solenni arcate su colonne, la fronte, in travertino, è coronata da timpano con lo stemma Piccolomini: ai tre portali sono sovrapposti un oculo centrale e due nicchie a tabernacolo; sul fianco sinistro si alza il campanile ottagonale cuspidato.
Nel luminoso
interno goticheggiante, a tre navate di uguale altezza su pilastri polistili, con volte a crociera, la pianta è a croce latina, con abside poligonale racchiusa tra cinque cappelle radiali. Tra le opere d'arte - tutte commissionate appositamente da Pio II tra 1461 e 1463 - nella navata destra, Madonna col bambino e santi*, di Giovanni di Paolo; nelle cappelle absidali (da destra), Madonna in trono col Bambino e santi*, pala d'altare di Matteo di Giovanni; dossale d'altare rinascimentale in travertino, su disegno del Rossellino; coro* ligneo intagliato di gusto goticheggiante del 1462;
Assunta**, pala d'altare capolavoro del Vecchietta; nella 5ª, Madonna in trono col Bambino e santi, di Sano di Pietro. Nella navata sinistra, presso la porta del campanile, Madonna in trono col Bambino e santi, pala* di Matteo di Giovanni.
Sotto l'abside si apre la
cripta, o chiesa di
S. Giovanni, con fonte battesimale* disegnato dal Rossellino e resti di sculture romaniche della preesistente pieve.