Helgedomen är tillägnad figuren Santa Margherita, beskyddare av Cortona och Franciscan tertiary, och den efterföljande kulturella och andliga aktiviteten hos de observerande franciskanerna. Vid helgonets död (22 februari 1297) beslutades att bygga en kyrka till hennes ära, bredvid den gamla kyrkan San Basilio som Margherita själv hade återställt efter att ha valt den som en plats för botgöring och bön. År 1304 byggdes den heliga byggnaden redan, men den fortsatte att förskönas med viktiga fresker under det fjortonde århundradet. Endast ett fåtal fragment av denna väggmålningscykel har kommit till oss i Stiftsmuseet, men bevis på det bevaras i en kod från sjuttonhundratalet som dokumenterar med tjugoen akvarellscener väggmålningarna förlorade 1653 när de på grund av deras dåliga tillstånd av bevarande tvättades bort. Analysen av de överlevande fragmenten leder till datum dem runt 1335 och att tillskriva dem till verkstaden för en eller båda bröderna Lorenzetti. I 1385 kyrkan anförtroddes Olivetan munkar, ersattes 1389 av de observanta minderåriga som fortfarande tar hand om det och välkomnar besökare. I augusti 1927 var det upphöjt till värdighet mindre basilika.
