L'attuale concattedrale, un tempo chiesa abbaziale e successivamente cattedrale (dal 1520 al 1986), sorge approssimativamente sul luogo ove nel X secolo fu fondato il primo monastero benedettino, passato alla congregazione camaldolese nel corso del XII secolo.

 

Tra il 1012 e il 1049 si costruì la chiesa, dedicandola inizialmente ai Quattro Evangelisti e al Santo Sepolcro, le cui reliquie, secondo la tradizione, furono portate dalla Terra santa dai due pellegrini Egidio e Arcano.

 

La prima chiesa è stata edificata tra il 1012 e il 1049 circa e presumibilmente aveva un orientamento solstiziale, basato sulla posizione del sorgere del sole al solstizio d'inverno. In alcuni documenti degli anni 1013-1022 l'imperatore Enrico II parla di sé come del fondatore del monastero. Nel 1100 l'abate Rodolfo avvia lavori di ampliamento del monastero, che affianca la chiesa nel lato meridionale. Nel 1148 papa Eugenio III concede all'abate l'uso delle insegne pontificali.

 

L'abbazia, che tra 1137 e 1180 entra a far parte della congregazione camaldolese e che nel 1163 riceve privilegi da parte di Rainaldo di Dassel e di Federico Barbarossa, fu ricostruita nel tardo Duecento secondo un disegno grandioso. In particolare, l'allineamento delle colonne che spartiscono le navate presenta un andamento convergente verso la parte absidale con uno scarto di circa 120 cm: in tal modo si crea in chi entra un effetto visivo che esalta le proporzioni dell'edificio facendole percepire come più grandi di quanto siano realmente (al contrario, in chi guarda la chiesa dando le spalle all'altare maggiore l'effetto visivo accorcia le dimensioni). Nei primi quattro decenni del XIV secolo l'edificio subisce un ulteriore ampliamento, fino a raggiungere sostanzialmente le forme attuali, ma che in origine avrebbe dovuto ingrandire l'edificio fino a fargli raggiungere i 67 metri di lunghezza (dietro l'attuale, rimangono i resti dell'abside pentagonale trecentesca, mai terminata). Nel terremoto del 25 dicembre 1352 crolla il campanile – poi ricostruito nelle forme attuali – e anche il sisma del 1358 causa danni all'edificio. Pochi anni dopo, il 21 dicembre 1363, l'abate sottoscrive una transazione nella lotta che lo oppone al vescovo di Città di Castello per la giurisdizione sul monastero stesso e sull'intero Borgo Sansepolcro. Pur mantenendo l'abate taluni privilegi, la questione si risolve in netto favore del vescovo, che alcuni giorni dopo scrive agli abitanti di Sansepolcro esortandoli a vivere nella pace e invitandoli a prestar obbedienza a lui e al suo vicario. Una profonda azione di ristrutturazione di chiesa e monastero è portata avanti dall'abate Simone Graziani tra 1480 e 1509, con la ricostruzione del chiostro secondo una nuova impostazione a pianta rettangolare e con pareti affrescate con scene della vita di san Benedetto, e successivamente dall'abate Galeotto Graziani tra 1509 e 1520.

 

Nel XV secolo della comunità monastica fanno parte anche i monaci Giuliano Amidei, collaboratore di Piero della Francesca nel celebre Polittico della Misericordia, e il fratello dell'artista, Francesco.

 

La presenza camaldolese nelle diocesi dell'Umbria medievale è caratterizzata dall'esistenza di una rete monastica facente capo all'abbazia di Sansepolcro, che quando entra nella congregazione si presenta già come un centro monastico consolidato, ricco di beni e dipendenze e forte di diritti e prerogative. Come altri grandi monasteri benedettini, l'abbazia è a capo di una serie di dipendenze non del tutto esenti dalla giurisdizione vescovile; acquisendo l'abbazia, quindi, la congregazione incorpora anche i vari priorati e chiese da essa dipendenti: nel 1252 vengono elencati tra le pertinenze camaldolesi i priorati di Sant'Agnese nel castello di Sant'Enea, nel contado e diocesi di Perugia, di Sant'Angelo di Rosciano, nel contado di Perugia e diocesi di Assisi, e la chiesa di San Donato di Castelleone presso Deruta, in contado e diocesi di Perugia. Nella stessa città il priorato di San Severo, in un primo tempo cella dipendente da Sant'Apollinare in Classe, è collegato all'abbazia di Sansepolcro, che esercita un ruolo centripeta per molti dei luoghi camaldolesi minori dell'area umbra settentrionale. Sfuggono le motivazioni del passaggio di afferenza, ma la presenza del monastero della Santissima Trinità poco fuori Perugia apre la domanda sul perché della mancanza di una relazione istituzionale fra i due enti, entrambi camaldolesi. In diocesi di Assisi appartiene all'abbazia di Sansepolcro anche la chiesa di San Cristoforo «in Rusciano», confermata agli abati dai papi Pasquale II nel 1106 e Adriano IV nel 1157.

 

A Sansepolcro è membro manuale dell'abbazia il priorato di San Niccolò; nel distretto lo sono la chiesa di San Lorenzo dell'omonimo borghetto e le chiese rurali di Sant'Angelo di Casaprati, di Santa Fiora, di San Michele Arcangelo, di San Paterniano (o Patrignano) presso il Tevere e di Santo Stefano di Farneto.

 

A Città di Castello è membro manuale dell'abbazia il priorato di San Pietro della Scatorbia; nel resto della diocesi appartengono al monastero le chiese di Santa Croce di Valle Perello, nella provincia della Massa Trabaria, sulla quale l'abate esercita diritti di elezione del rettore, e di San Martino di Petriolo, nella curia di Citerna.

 

L'area geografica nella quale sorgono le dipendenze dell'abbazia burgense è costituita da un nucleo centrale rappresentato dall'Alta Valle del Tevere – dove le proprietà abbaziali sono concentrate nelle zone della valle del torrente Afra e della pianura del Tevere a sud-ovest dell'abbazia –, e da due diramazioni verso l'area Montefeltro-Massa Trabaria l'una e la media valle del Tevere l'altra (Perugia e Rosciano). Si tratta di dipendenze rurali, fuorché nei casi di San Pietro della Scatorbia a Città di Castello e San Severo a Perugia; in genere sono piccoli priorati, per i quali non si conosce la consistenza numerica.

 

La documentazione duecentesca mette in luce alcuni aspetti dei rapporti fra l'abate e i suffraganei e delle modalità di esercizio della giurisdizione abbaziale attraverso l'elezione dei priori da parte dell'abate e del suo capitolo e il diritto di visitatio e correctio nei monasteri maschili e femminili. In questi ultimi l'abate esercita anche il diritto di conferma dell'elezione della badessa e la confessio delle monache. I rettori delle chiese suffraganee (o manuali) fanno parte del capitolo dell'abbazia e intervengono in alcune decisioni. Talvolta rettori di chiese manuali possono anche diventare abati, come nel 1285 con Pietro, priore di Sant'Agnese di Perugia, eletto abate di Sansepolcro. I rettori delle chiese manuali fanno pienamente parte del capitolo abbaziale e possono anche essere eletti abate; in conseguenza di ciò è l'abate di Sansepolcro che rappresenta anche i suffraganei. A sua volta, il capitolo dell'abbazia interviene anche ad approvare atti particolarmente significativi, come nel caso di quelli patrimoniali, presi dai vari priori. Di ciò siamo informati per il XIV secolo, ma il quadro d'insieme induce a ritenere tale prassi già in vigore precedentemente. La prassi di capitoli locali è nota ancora nel XIV secolo inoltrato.

 

Nel 1520, con la creazione della Diocesi di Sansepolcro da parte di papa Leone X, l'abbazia divenne cattedrale di San Giovanni Evangelista, patrono della città e da allora anche della diocesi (dal 1520 a oggi si sono succeduti 37 vescovi). L'ottenimento della sede vescovile e del rango cittadino (con il titolo di città), fortemente propugnato dal gruppo dirigente locale fra '400 e '500, viene solennizzato con l'introduzione di una festa cittadina il 23 settembre, giorno in cui viene data notizia dell'erezione della diocesi avvenuta il 17 settembre 1520; in tale circostanza si disputa un torneo con la balestra. Primo vescovo fu il camaldolese Galeotto Graziani. Il territorio della nuova diocesi fu scorporato da quella di Città di Castello, della quale fino a quel momento Sansepolcro aveva fatto parte, aggiungendo anche l'abbazia di Santa Maria Assunta in Bagno di Romagna, con tutto il suo territorio nell'Appennino cesenate.

 

I primi quaranta anni dall'elevazione a cattedrale non presentano interventi architettonici di rilievo e l'assetto interno della chiesa vede crescere la presenza di altari, che passano dai tredici del 1524 ai venti del 1563. Dopo il Concilio di Trento e durante il lungo episcopato di Niccolò Tornabuoni la cattedrale subisce profonde trasformazioni: nel 1560 il vescovo stabilisce delle direttive per l'adeguamento della chiesa alle nuove norme liturgiche, basate sull'abbattimento della transenna interna che in precedenza separava lo spazio dei monaci da quello dei laici, la valorizzazione del tabernacolo dell'altare maggiore (dove si trovava già dal 1549 per iniziativa del vescovo Alfonso Tornabuoni), la realizzazione di un crocifisso per l'altare maggiore da parte di Romano Alberti nel 1563, la valorizzazione dell'organo, che nel 1566 viene dotato di una nuova cassa e nel 1583 è spostato sopra la porta del chiostro, e la collocazione del coro dietro l'altare maggiore (lavoro coordinato da Cosimo Alberti nel 1571 e che prevedeva anche la realizzazione della cattedra vescovile ancora oggi in uso).

 

Nel 1619 il vescovo Giovanni Gualtieri scrive una relazione dalla quale risulta che la chiesa cattedrale è chiusa da tre anni perché «ruinosa», essendo crollata la navata centrale con le pareti sopra le colonne di sinistra. Il vescovo ha iniziato subito i lavori di riparazione per costruire di nuovo le pareti crollati e anche i fornici delle navate laterali, una delle quali ha sette archi, coprire il tetto di laterizi e inserire catene di ferro per edificare una struttura bella e robustissima.

 

Tra 1934 e 1943, su iniziativa del vescovo Pompeo Ghezzi, vengono promossi radicali lavori di restauro secondo la linea "purista" allora in voga: se furono distrutti quasi tutti gli elementi barocchi e tolte le epigrafi (in gran parte ricollocate nell'attiguo chiostro nel 2012), è pur vero che fu possibile recuperare l'originaria fisionomia architettonica romanico-gotica e alcuni affreschi di scuola riminese e di Bartolomeo della Gatta dei secoli XIV-XV, in precedenza ricoperti dalle sovrastrutture dei secoli XVII-XVIII. Inoltre, venne realizzata la Cappella del SS. Sacramento, nella quale fu collocato il Volto Santo, in precedenza posto sull'altare maggiore. Nel 1957 vi è stato sepolto il vescovo Pompeo Ghezzi e nel 1994 è stata esclusivamente dedicata al Volto Santo, con la ricollocazione delle altre opere lungo la navata sinistra.

 

Nel 1962 il beato papa Giovanni XXIII, accogliendo la richiesta del vescovo Domenico Bornigia, elevò la cattedrale alla dignità di basilica minore; la celebrazione per il conferimento del titolo fu presieduta dal cardinale Eugène Tisserant, decano del sacro collegio. Tra 1966 e 1967 il vescovo Abele Conigli, padre conciliare, promosse i lavori di adeguamento del presbiterio alla riforma liturgica voluta dal Concilio Vaticano II, con la collocazione dell'altare al centro del presbiterio e la realizzazione del nuovo coro dei canonici all'interno del catino absidale, con al centro la cattedra vescovile. Nel 1979 questa sistemazione venne ulteriormente modificata con la ricollocazione del Polittico della Resurrezione (Niccolò di Segna, 1348 circa) tra l'altare e il coro dei canonici. Nel 1986, a seguito della piena unione della diocesi di Sansepolcro con le diocesi di Arezzo e di Cortona, assunse il titolo di concattedrale. A motivo del profondo legame con la Terra santa, la basilica è stata visitata dai patriarchi di Gerusalemme Michel Sabbah, il 26 febbraio 2006, e Fouad Twal, il 26 settembre 2010.

 

Nell'anno 2012 è stato celebrato solennemente il millenario di fondazione della basilica, prendendo come riferimento i più antichi documenti noti, risalenti all'anno 1012. L'iniziativa ha coinvolto la Diocesi di Arezzo-Cortona-Sansepolcro, il Comune di Sansepolcro e la Parrocchia della Cattedrale. L'8 gennaio 2012 è stata inaugurata la nuova copertura del fonte battesimale - realizzato al tempo del vescovo Niccolò Tornabuoni (1560-1598) - eseguita dall'argentiere Francesco Puletti di Sansepolcro. Domenica 13 maggio 2012, in occasione del millenario dalla fondazione della chiesa papa Benedetto XVI ha fatto visita alla cattedrale, sostando in preghiera di fronte all'icona del Volto Santo. Il papa, accompagnato anche dal cardinale Giuseppe Betori, arcivescovo metropolita di Firenze è stato accolto dai canonici e dal vescovo diocesano, Riccardo Fontana; presenti anche i vescovi Giacomo Babini e Domenico Cancian. Nella circostanza il Papa ha donato alla cattedrale un calice e ha ricevuto in dono una riproduzione in argento del Volto Santo. Successivamente, il giorno 1º settembre, il cardinale Angelo Sodano, decano del Sacro Collegio, ha presieduto la solenne concelebrazione eucaristica nell'anniversario della dedicazione della basilica; alla liturgia hanno preso parte anche gli arcivescovi Riccardo Fontana e Gualtiero Bassetti e i vescovi Giacomo Babini, Domenico Cancian e Luciano Giovannetti (vescovo). Per l'occasione il vescovo diocesano ha donato alla Cattedrale un'artistica lampada in argento del XIX secolo che è stata collocata all'interno della Cappella del Volto Santo. Infine, domenica 21 ottobre ha presieduto la solenne concelebrazione eucaristica nella basilica il patriarca di Gerusalemme, mons. Fouad Twal, Gran Priore dell'Ordine Equestre del Santo Sepolcro di Gerusalemme.

 

Ancora oggi la chiesa conserva, eccetto che nella parte absidale, la struttura e la forma trecentesca con la pianta basilicale a tre navate. L'edificio denuncia caratteri ancora romanici nella foggia degli archi a tutto sesto, nei capitelli depressi (ma anche dalla plastica vigorosa) e nelle proporzioni generali.

 

Aperture alla nuova corrente gotica sono più avvertibili nella facciata, soprattutto nel portale centrale strombato e sormontato da una cuspide triangolare e più ancora nella finestra circolare soprastante, mentre il rosone è opera di ripristino su frammenti originali rinvenuti nel 1937. Mai terminato fu il progettato prolungamento della chiesa con un'abside poligonale gotica, interrotto nella navata destra dalla robusta torre campanaria costruita secondo un modello di ispirazione umbra giunto a Sansepolcro mediante la costruzione della chiesa di San Francesco.

 

Lungo la scalinata di accesso alla cella campanaria si apre una sala decorata da un fregio affrescato con stemmi abbaziali e della congregazione camaldolese (inizio XVI sec.), forse usata per un certo periodo come sala capitolare.

 

L'interno è a tre navate su colonne di cui quella mediana con soffitto a capriate e le due minori a volta.

 

All'interno vi sono attualmente l'altare maggiore (sec. XIV) e sei altari laterali, quattro sistemati lungo le navate laterali (due per navata) e risalente al sec. XIX; uno, del sec. XVII, al termine della navata destra e uno, del sec. XX, dentro la Cappella del Volto Santo che conclude la navata sinistra nell'area presbiteriale. La navata centrale è impreziosita da una soffittatura a capriate realizzata nel corso dei restauri degli anni 1934-1943, mentre le navate laterali sono voltate a crociera. Al centro del presbiterio, davanti all'altare maggiore, vi è il sepolcreto dei vescovi, che contiene le tombe di quattro presuli deceduti tra 1818 e 1963; lungo la navata centrale si trova invece il sepolcreto dei proposti del capitolo della cattedrale.