この礼拝堂は14世紀の後陣にあり、サン フランチェスコ大聖堂は、イタリア美術の最高傑作の一つであるピエロ・デッラ・フランチェスカのフレスコ画を保護しています。真の十字架の伝説1452年から1466年の間に描かれたこの絵は、キリストが磔刑にされた十字架の物語を描いています。30分ごとに30人しか入場できないため、ハイシーズンには事前予約（電話または電子メール）が必須です。チケット売り場は、大聖堂の入り口の階段を下りたところにあります。
この中世の伝説は、想像を絶するほど面白い。挿絵は、セトが父アダムの墓に植えた木から真の十字架が作られたという物語に沿っている。ある場面では、長い間失われていた十字架が、コンスタンティヌス帝の母ヘレナによって再発見される様子が描かれ、彼女の後ろには、エルサレムの街がアレッツォの中世の風景として描かれている。他の場面では、十字架を盗んだと非難されていたペルシャ王ホスローに対するヘラクレイオスの勝利、マクセンティウスとの戦いの前夜にテントで眠るコンスタンティヌス（夜明けの光をピエロが巧みに描写していることに注目）、そしてコンスタンティヌスが十字架を戦いに運ぶ様子が描かれている。
最も愛されている場面のうちの 2 つは、シバの女王とソロモン王の出会いを描いています。前半では、女王はシロアム川にかかる橋の上でひざまずいて王と会っています。女王と従者たちは豪華なルネッサンス様式のガウンを着ています。後半では、ソロモン王の宮殿は著名な建築家レオン バッティスタ アルベルティの設計をモデルにしているようです。
