La chiesa della Santissima Annunziata, oggi monumentale spazio che occupa gran parte della facciata dell’ospedale su piazza del Duomo, affonda le proprie radici alla metà del Duecento quando il vescovo concede alla comunità ospedaliera di avere un proprio oratorio all’interno. Sviluppatasi progressivamente lungo il fronte prospiciente il duomo, la sua facciata esterna fu decorata con Storie della Vergine opera di Pietro, Ambrogio Lorenzetti e Simone Martini negli anni trenta del Trecento. Nella seconda metà del Quattrocento la chiesa fu ulteriormente trasformata, con l’ampliamento in altezza e la realizzazione del soffitto a cassettoni e la decorazione della zona absidale. Luogo di sepoltura di rettori e membri eminenti della comunità ospedaliera (alcune lastre sono oggi visibili murate nell’atrio novecentesco dell’ospedale), viene dotata di quattro altari laterali e dell’articolato altare maggiore per volontà del rettore Agostino Chigi agli inizi del Seicento. Scrigno di importanti opere d’arte e di arredo, conserva sull’altare maggiore la splendida scultura in bronzo del Cristo risorto, realizzata da Lorenzo di Pietro detto il Vecchietta per la propria cappella funeraria all’interno dell’ospedale mai portata a termine. Ultimo intervento monumentale può essere considerata la decorazione del grande catino absidale, dipinto con la rappresentazione della Piscina Probatica negli anni trenta del Settecento da Sebastiano Conca.