Papa Pio IV fece iniziare nel 1569 la costruzione, su progetto di Galeazzo Alessi, che però si protrasse fino al 1667 (cupola). Il campanile fu aggiunto solo nel 1684, il suo gemello rimase incompiuto. Durante il terremoto del 1832 crollò la volta della navata centrale, in parte anche quella della navata laterale. La facciata, prima rinnovata in stile neoclassico, nel 1928 fu rifatta in stile neobarocco. La Fontana dei Pellegrini, con 26 prese d‘acqua, sul lato sinistro esterno, fu donata dai Medici di Firenze nel 1610.
L‘interno a tre navate, con una serie di cappelle laterali, si conclude con un transetto e un lungo coro con abside semicircolare. Al centro della crociera, sotto la cupola, si trova la Cappella della Porziuncola (X-XI sec.), decorata all‘esterno da affreschi del XIV-XV secolo (Andrea d‘Assisi, detto l‘Ingegno). Sul tetto, un tabernacolo gotico, rinnovato dopo il terremoto del 1832. All‘interno, con volta a botte acuta, un‘ancona di Ilario da Viterbo (1393) raffigurante la concessione del Perdono.
All‘inizio del presbiterio si accede alla Cappella del Transito, la cella di S. Francesco, dove il Santo morì. Al suo esterno, affreschi di Domenico Bruschi (1889), all‘interno invece dello Spagna (~1520), all‘altare, statua del Santo di Andrea della Robbia. Dello stesso artista anche il dossale d‘altare in terracotta smaltata nella cripta.All‘esterno, si visita il Roseto senza spine e la Cappella del Roseto, composta da tre ambienti: il primo, fatto aggiungere da S. Bernardino da Siena, e il secondo, fatto erigere da S. Bonaventura, recano affreschi di Tiberio d‘Assisi (1505-16), il quale ha ripetuto il tema a S. Fortunato a Montefalco.
Negli ambienti del convento si trova anche il Museo della Basilica; tra le opere più importanti, il „Crocifisso“ su tavola dipinto da Giunta Pisano (1236-40) e la tavola „S. Francesco“ del Maestro di S. Francesco (seconda metà del XIII secolo).
