La facciata, a capanna e con portale gotico, si prospetta lungo corso Italia, mentre il fianco sinistro, caratterizzato da contrafforti cilindrici, si affaccia sulla piazza ricavata dalla demolizione del convento e del relativo chiostro.

 

L'interno è a tre campate ogivali, decorate da affreschi del XIV e del XV secolo. Alla parete d'ingresso, nella lunetta sopra la porta, Storia di san Giuliano fra san Bernardino e il Battista, di un seguace di Ottaviano Nelli (1469). A destra è presente un affresco con San Bernardino del 1451, mentre nella parte superiore della terza campata destra si ammira un grande affresco frammentario con una Dormitio Virginis, di pittore umbro del XV secolo.

 

Nell'adiacente cappella vi è una pala in maiolica con la Santissima Trinità, di manifattura locale del XVI secolo. Nell'abside vi è sospeso un Crocefisso su tavola del XIII-XIV secolo. Il coro, l'altare maggiore e il pulpito sono di origine trecentesca. Nell'abside a destra un Crocefisso di Matteo da Gualdo, il principale pittore della città.

 

Nella terza arcata di sinistra si possono ammirare la Madonna con Bambino e San Francesco, sempre di Matteo da Gualdo. Sul pilastro tra la prima e la seconda cappella una Madonna con Bambino, prima opera nota di Matteo da Gualdo e preziosa testimonianza sui legami con Girolamo di Giovanni.

 

Tra le opere che appartengono alla chiesa vi sono anche altri dipinti di Avanzino Nucci e Giovanni Maria Baldassini e una croce abbaziale di orafo umbro-senese, risalente al 1381.