Die Kirche San Francesco befindet sich im historischen Zentrum von Città di Castello und stellt eines der wichtigsten und ältesten Gotteshäuser dar, dessen Kunstwerke und Ereignisse mit der politischen und künstlerischen Geschichte der Stadt verwoben sind.

Die in der zweiten Hälfte des 13. Jahrhunderts errichtete Kirche wurde 1291 geweiht und erfuhr im Laufe der Jahrhunderte mehrere Renovierungen und Erweiterungen, die ihr ihr heutiges Aussehen und ihre Struktur verliehen. Von dem ursprünglichen Gotteshaus ist heute noch das imposante Äußere erhalten, mit Ausnahme des Glockenturms, der nach der Zerstörung durch ein schweres Erdbeben im Jahr 1452 wieder aufgebaut wurde.

Obwohl das Innere der Kirche heute von auffälligen barocken Umbauten dominiert wird, die hauptsächlich zwischen 1707 und 1727 stattfanden, sind noch einige historisch und künstlerisch wertvolle Teile erhalten, die zu den früheren Bauphasen des Gebäudes gehören.

Dazu gehört die berühmte Vitelli-Kapelle, die der Kunsthistoriker und Künstler Giorgio Vasari im Auftrag der Marquise Gentilina della Staffa schuf, die durch Heirat Teil der wichtigsten Adelsfamilie von Città di Castello geworden war: der Vitelli. Diese Familie brachte vor allem zwischen dem 15. und 16. Jahrhundert zahlreiche Persönlichkeiten auf der politischen Bühne hervor und übernahm für mehr als zwei Jahrhunderte die Herrschaft über die Stadt, die sie mit bedeutenden Bauwerken bereicherte, wie dem Palazzo della Cannoniera, dem majestätischsten der vier von der Familie in Auftrag gegebenen Paläste. Ein Mäzenatentum also, das auch Gentilina della Staffa selbst ansteckte, die als aufgeklärte Förderin von Künstlern in Erinnerung geblieben ist: Es ist kein Zufall, dass sich in der Vitelli-Kapelle selbst weitere bezaubernde Kunstwerke befinden, wie die Krönung der Jungfrau, die von Vasari selbst gemalt wurde, oder die wunderschöne Holztäfelung mit Intarsien aus dem Leben des Heiligen Franziskus und der Jungfrau, wahre Schätze, die in der Kapelle von einer anderen bemerkenswerten Schöpfung bewacht werden: dem Eisentor, das im 16. Jahrhundert von Pietro Ercolani aus Todi angefertigt wurde.

Links von der Vitelli-Kapelle, an der Wand des Hauptschiffs, befindet sich eine glasierte Terrakotta aus der Schule von Luca della Robbia, die den „Heiligen Franziskus, der die Stigmata empfängt“ darstellt. Weiter hinten, in der Nähe des Altars der Familie Albizzini, befindet sich eine Kopie des Gemäldes, das 1504 bei Raffael Sanzio in Auftrag gegeben wurde, die berühmte Vermählung der Jungfrau Maria, die 1798 von General Giuseppe Lechi von den napoleonischen Truppen aus der Stadt entführt und seit 1805 in der Mailänder Kunstgalerie Brera aufbewahrt wird. Wie auch eine wichtige Gedenkinschrift an der Außenfassade der Kirche erinnert, hat der „göttliche Pittore“ Raffael Sanzio in seiner Jugend in Città di Castello gearbeitet: Spuren seiner frühen Tätigkeit bleiben vor allem in den fünf Gemälden, die er für die Stadt schuf, die in der Inschrift traurig an den Diebstahl seines Meisterwerks erinnert.

Raffaels Gemälde ist nicht das einzige, das aus dieser Kirche gestohlen wurde: Vor der Vitelli-Kapelle ersetzt eine Kopie die Anbetung der Hirten von Luca Signorelli aus dem Jahr 1496, die sich seit 1882 in der National Gallery in London befindet.

Im hinteren Teil der Kirche befindet sich der Hochaltar, der dem seligen Franziskanermönch und Bildhauer Giacomo da Città di Castello (1292) zugeschrieben wird und zur frühesten und ältesten Bauphase der Kirche gehört. Schließlich befindet sich hinter dem Altar in der Apsis ein bemerkenswerter hölzerner Chor aus dem 18. Jahrhundert, der von einer großen mechanischen Orgel aus dem Jahr 1763 überragt wird, die noch heute in Betrieb ist.