Una primera iglesia dedicada a Lorenzo, diácono y mártir del siglo III, fue erigida antes del año 900 sobre el antiguo foro de la ciudad etrusco-romana, dentro de las murallas. El edificio fue reconstruido entre los siglos XI y XII y, de nuevo, reconstruido en 1300. Ya en aquella época, San Lorenzo tenía el aspecto de una iglesia de tres naves, es decir -según la tipología de la llamada "Hallenkirche"- una iglesia de salón con bóvedas de igual altura. No fue hasta el siglo XV cuando la iglesia adoptó su aspecto actual. La imponente iglesia gótica tiene una fachada sencilla y austera: su linealidad sólo se ve interrumpida por el enorme portal barroco de Valentino Carattoli del siglo XVIII. La fachada principal se abre a la plaza Dante; en la escalinata exterior hay una importante estatua de bronce, realizada en el siglo XVI por Vincenzo Danti, de Perugia. En el lado izquierdo, frente a la plaza IV Novembre, destaca la entrada de Galeazzo Alessi. Esta entrada está flanqueada por el púlpito de San Bernardino, que data del siglo XV, y la estatua de bronce de Julio III, del siglo XVII. El interior tiene una nave tripartita y dos pasillos. Las bóvedas, sostenidas por pilares octogonales, fueron decoradas en el siglo XVIII por F. Appiani, V. Monotti y V. Carattoli. Las paredes están decoradas con muchas obras de arte: sólo queremos mencionar la Deposición de la Cruz, pintada por Federico Barocci en 1569 y conservada en la capilla de San Bernardino; el gonfalon de Berto di Giovanni (1526), que representa el contorno de la ciudad antes de la construcción de la Rocca Paolina; la Anunciación de Ippolito Borghesi (1620) y la Virgen entre los santos patronos de la ciudad y los santos Agustín, Domingo y Francisco de Giovanni Antonio Scaramuccia (1616). En el tercer pilar de la derecha se encuentra la venerada imagen de la Virgen de las Gracias, atribuida a Giannicola di Paolo. En el ábside se encuentra el coro de madera de 1491, obra de Giuliano da Maiano y Domenico del Tasso, que fue parcialmente destruido por un incendio en 1985. Merece la pena visitar la capilla del Baptisterio, la capilla del Sacramento, decorada con frescos de finales del siglo XVIII por M. Leopardi, y -al final de la nave izquierda- la capilla del Santo Anillo (o capilla de San José): esta última contiene un precioso relicario del siglo XVI que contiene un anillo de calcedonia que -según la tradición- era la alianza de María, que se casó con José. Detrás de la iglesia se encuentra el Claustro, que alberga el Museo Capitular y la Biblioteca Dominicini.