San Sepolcro, dont le projet a été signé par Alessio Tramello, a été construit entre 1513 et 1534 à la demande des moines Olivetani à proximité de la zone où se trouvait autrefois une église dédiée à Santo Sepolcro. La façade et le portail que nous voyons aujourd’hui - certainement construits plus tard - semblent faire partie du projet de Tramello.
Pendant la domination de Napoléon, l’église a suspendu toutes les activités religieuses pour servir d’hôpital militaire; seulement en 1903, grâce à l'évêque Scalabrini, fut rouvert à des fins religieuses après des travaux de rénovation dédiés.

À côté de l'église se trouve l'ancien couvent de Padri Olivetani avec deux beaux cloîtres inclus dans les espaces occupés par l'hôpital civil.

À l'intérieur, l'église est grande et divisée par des piliers. Elle se caractérise par une décoration en clair-obscur décorée de fresques qui court comme un ruban au-dessus des arches des nefs. Le presbytère abrite des sculptures de Paolo Perotti.