Una prima chiesa dedicata a Lorenzo, diacono e martire del III secolo, fu eretta prima del 900 sopra l’antico foro della città etrusco-romana, all’interno delle mura. L’edificio fu ricostruito tra l’XI e il XII secolo e, ancora una volta, riedificato nel 1300. Già allora San Lorenzo assumeva l’aspetto di chiesa a tre navate, ossia - secondo la tipologia della cosiddetta “Hallenkirche” - di chiesa a sala con volte di uguale altezza. Solo nel Quattrocento la chiesa assunse l’aspetto odierno. L'imponente tempio gotico presenta una facciata semplice ed austera: la sua linearità è interrotta solamente dal massiccio portale barocco, opera settecentesca di Valentino Carattoli. La facciata principale si apre su Piazza Dante; sulla gradinata esterna si trova un'importante statua in bronzo, realizzata nel Cinquecento dal perugino Vincenzo Danti. Sul fianco sinistro, rivolto verso Piazza IV Novembre, c’è un notevole ingresso, opera di Galeazzo Alessi. Quest’ingresso è affiancato dal pulpito di San Bernardino, che risale al XV secolo, e dalla secentesca statua in bronzo di Giulio III. L’interno è a tre navate tripartite. Le volte, sostenute da pilastri ottagonali, furono decorate nel Settecento da F. Appiani, V. Monotti e V. Carattoli. Le pareti sono decorate da moltissime opere d’arte: ci limitiamo a ricordare la Deposizione dalla croce, dipinta da Federico Barocci nel 1569 e conservata nella Cappella di San Bernardino; il gonfalone di Berto di Giovanni (1526), che raffigura il profilo della città prima della costruzione della Rocca Paolina; l’Annunciazione di Ippolito Borghesi (1620) e la Madonna tra i patroni della città e i santi Agostino, Domenico e Francesco di Giovanni Antonio Scaramuccia (1616). Sul terzo pilastro di destra è la venerata immagine della Vergine delle Grazie, attribuita a Giannicola di Paolo. Nell’abside è il coro ligneo, opera di Giuliano da Maiano e Domenico del Tasso, del 1491, che fu distrutto in parte da un incendio nel 1985. Pregevoli sono la Cappella del Battistero, la Cappella del Sacramento, ornata da affreschi tardo-settecenteschi di M. Leopardi, e - in fondo alla navata di sinistra - la Cappella del Santo Anello (o Cappella di San Giuseppe): quest’ultima contiene un prezioso reliquiario cinquecentesco, in cui si conserva un anello di calcedonio che - secondo la tradizione - sarebbe l’anello nuziale di Maria, sposa a Giuseppe. Dietro la chiesa si trova il Chiostro, sede del Museo Capitolare e della Biblioteca Dominicini.
