Az 1508-ban megkezdett építkezés csak egy évszázaddal később fejeződött be. Építészete ellentétben áll Todi történelmi központjának építészetével, amely középkori jellegű. Az építészeti tervet - bár némi fenntartással - Donato Bramanténak tulajdonítják, miközben biztos, hogy a kor legkiválóbb építészei is részt vettek benne: Cola di Matteuccio da Caprarola, Ambrogio da Milano, Antonio da Sangallo il Giovane, Jacopo Barozzi, akit "Il Vignola" néven ismertek, és Baldassarre Peruzzi. A központi alaprajzú, görög kereszttel díszített templomnak három sokszögletű és egy félköríves apszisa van; belül tizenkét gipszszobor, amelyek a tizenkét apostolt ábrázolják, ugyanennyi fülkében nyugszanak, míg a főoltár felett a Madonna és gyermeke és Alexandriai Szent Katalin házassága című ókori kép látható. A csodatévőnek hitt kép eredetileg egy kis kápolna falai között volt, amely az évszázadok során romlásnak indult. Egy kőműves porral és pókhálókkal borítva találta, és miután letörölte a homlokáról az izzadságot ugyanazzal a zsebkendővel, amellyel a freskót tisztította, csodával határos módon meggyógyult súlyos szembetegségéből. Ennek az eseménynek az emlékére évente megrendezésre kerülő fesztivál, amelyet szeptember 8-án tartanak, és amely egy gyönyörű és hangulatos tűzijátékkal zárul.
