San Sepolcro, il cui progetto è firmato da Alessio Tramello, fu costruito tra il 1513 e il 1534 su commissione dei  monaci Olivetani nelle vicinanza dell’area in cui secoli addietro era collocata una chiesa intitolata al Santo Sepolcro. Né la facciata né l’attuale portale, di epoca sicuramente posteriore, sembrano però attribuibili all’opera del Tramello. 
Nel periodo napoleonico la chiesa fu chiusa al culto e venne trasformata in ospedale militare e solo nel 1903, per interessamento del Vescovo Scalabrini, riaperta al culto dopo accurati lavori di ripristino. Accanto alla chiesa sorge l'ex convento dei Padri Olivetani con due bei chiostri inglobati negli spazi dell'Ospedale Civile. 

L’interno è vasto, scandito da pilastri e caratterizzato da decorazione chiaroscurale a fresco che si snoda come un nastro al di sopra degli archi di sostegno delle navate. La zona del presbiterio ospita sculture di Paolo Perotti.