La catedral, construida en el emplazamiento de la antigua Pieve di Santa Maria, fue erigida entre 1592 y 1630 según un diseño de Ippolito Scalza y restaurada en 1988.La catedral de la Asunción de Montepulciano es una verdadera joya renacentista situada en una hermosa plaza, la Piazza Grande.La única estructura que se conserva de la antigua pieve es el enorme campanario hecho de sillares de travertino y ladrillos. La parte apical, indicada por las esbeltas ventanas de campana con parteluz, nunca se completó. La fachada saliente también está inacabada, mientras que los laterales, acabados con un revestimiento de ladrillos y sillares de travertino, están animados por pilastras toscanas entre las que se insertan arcos de medio punto. En el interior, la estructura arquitectónica, de claro origen florentino, es austera y elegante por la claridad de las superficies de yeso que se alternan con el paramento de piedra de sillería. La planta es de cruz latina dividida en tres naves por enormes pilares que sostienen arcos de medio punto. En la nave, los transeptos y los nichos absidales, unos entablamentos prominentes sostienen una bóveda de cañón; en la intersección de los dos cuerpos ortogonales, unas pechinas angulares sostienen el tambor (arquitectura) sobre el que se asienta la cúpula. Las naves laterales están cubiertas por bóvedas de crucería; en los muros de cada tramo se abren capillas con bóveda de cañón. El púlpito sostenido por columnas jónicas se apoya en un pilar a la derecha. Los amplios espacios del templo están decorados con un gran número de obras de arte. Algunos de ellos proceden de la antigua iglesia parroquial y de otras iglesias de la zona. Uno de los más importantes es el monumental Tríptico de la Asunción, pintado por Taddeo di Bartolo en 1401, que domina el altar mayor. Otro monumento de primera importancia es el Monumento Funerario de Bartolomeo Aragazzi, del siglo XV, en mármol de Carrara, realizado por Michelozzo entre 1427 y 1436. En la actualidad, el monumento está dividido en nueve fragmentos, siete de los cuales están tapiados en diferentes lugares de la iglesia: dos estatuas y el friso con putti y guirnaldas se encuentran en el altar mayor (de principios del siglo XX), la estatua del difunto está en la contrafachada de la derecha, mientras que dos bajorrelieves que representan a la Virgen bendiciendo a la familia Aragazzi y la Despedida de la madre del difunto de su familia están tapiados en las primeras columnas de la nave; dos ángeles se conservan en el Victoria and Albert Museum de Londres.
