La porzione di affresco con la Madonna col Bambino si salvò dai rifacimenti barocchi della Collegiata perché si trovava in una zona non interessa dai lavori: la parete di fondo della navata sinistra, ove è ora l’accesso alla novecentesca Cappella della Madonna delle Grazie.
Fu strappata e riportata su tela nel 1909 per essere destinata alla raccolta che si stava formando nella chiesa di San Francesco.
È databile a cavallo tra Quattro e Cinquecento ed è stato avvicinato a importanti maestri umbri come il Perugino o il Signorelli.
Pur nella limitatezza della superficie pittorica rimasta, fornisce infatti elementi sufficienti ad ipotizzare una bottega di valore, come suggerisce ad esempio la raffinata esecuzione del ricamo del bordo della veste rossa della Vergine o l’elegante velo azzurro poggiato sui capelli raccolti.
La mano del bambino benedicente è probabilmente frutto di un maldestro ritocco al momento del trasporto sulla nuova superficie.