Iniziata nel 1280, è la grande fondazione francescana di Vicenza e uno dei più importanti esempi di architettura veneta capace di fondere elementi cistercensi e romanici.
Le truppe napoleoniche dalla fine del Settecento occuparono l'intero complesso, costituito da chiesa e convento, sfruttandolo rispettivamente come caserma e ospedale. Il Comune fece restaurare le strutture negli anni 1837-39, mentre ad inizio Novecento durante i lavori finalizzati a liberare la zona da vecchi edifici, venne scoperto un tratto di strada romana nei pressi del transetto.
La bella facciata a capanna presenta il registro superiore caratterizzato da un grande rosone centrale, archetti e oculi tondi in pietra bianca e cotto. Quello inferiore, con alte e profonde arcate gotiche a ogiva, in cui trovano spazio quattro monumenti funebri, è invece dominato dal grande protiro aggettante con fasci di colonne, leoni stilofori, e la preziosa decorazione scultorea di Andriolo de' Santi e bottega (1342-44).
L'interno, diviso in tre navate con volte a crociera costolonate impostate su enormi pilastri, si conclude in altrettante absidi. La ricca decorazione offre opere che vanno dal '300 al '600, tra cui la Decollazione di san Paolo attribuita a Bartolomeo Montagna e il rilevante Altare dei Pojana. Sull'altare maggiore un tempo si trovava la Dormitio Viriginis di Paolo Veneziano, oggi alla Pinacoteca di Palazzo Chiericati.