La sua costruzione, iniziata nel 1508, si concluse solo un secolo più tardi. La sua architettura si contrappone a quella del centro storico di Todi, di carattere medievale. Il progetto architettonico è stato attribuito, pur con qualche riserva, a Donato Bramante, mentre certo fu l’intervento di alcuni tra i più insigni architetti dell’epoca: Cola di Matteuccio da Caprarola, Ambrogio da Milano, Antonio da Sangallo il Giovane, Jacopo Barozzi detto “Il Vignola” e Baldassarre Peruzzi. Il tempio, a pianta centrale e croce greca, presenta tre absidi poligonali e uno semicircolare; all’interno dodici statue in gesso, raffiguranti i dodici apostoli, riposano in altrettante nicchie, mentre sopra l’altare maggiore è l’antica immagine de La Madonna con Bambino e lo sposalizio di Santa Caterina d’Alessandria. L’immagine, ritenuta miracolosa, si trovava originariamente entro le mura di una piccola cappella andata in rovina nel corso dei secoli. Un muratore la trovò coperta di polvere e ragnatele e, dopo essersi asciugato il sudore dalla fronte con lo stesso fazzoletto con cui aveva pulito l’affresco, fu miracolosamente guarito da una grave malattia a un occhio. Di questo evento rimane, a ricordo, una festa annuale che si celebra l’8 Settembre e si conclude con un bellissimo e suggestivo spettacolo pirotecnico.