Il monumento funebre venne fatto realizzare da Giovanna Alidosi, madre adottiva e poi suocera di Federico da Montefeltro, alla morte del marito Bartolomeo Brancaleoni, signore di Mercatello, avvenuta nel 1424.
È composto dalla tomba, sostenuta da tre mensole, e dal superiore sopraccielo a due archi polilobi con finali di cuspidi e guglie. L’arca è suddivisa in tre campi con mezze figure a bassorilievo racchiuse in formelle lobate raffiguranti al centro Gesù e ai lati la Vergine e l’apostolo Giovanni.
Prima dell’attuale collocazione, il mausoleo era nella parete sinistra dell’abside e formava un unicum con l’arco trionfale, che richiama il disegno del baldacchino e risente allo stesso modo della fioritura del gotico di origine veneziana.
La decorazione d’ingresso all’abside è dominata, al centro, dallo stemma a bassorilievo della famiglia Brancaleoni, mentre ai lati, su mensole poste al di sopra dei capitelli, sono collocate le statue marmoree di San Francesco, a destra, e di San Bonaventura a sinistra, entrambe coronate da due baldacchini con cuspidi.
L’arco trionfale lapideo venne sovrapposto a quello originario nascondendo il preesistente ciclo pittorico trecentesco, di cui rimangono: un frammento sulla parete a lato della statua di S. Bonaventura e altro, staccato da dietro il timpano, conservato nel museo.