La rettangolare Piazza San Francesco, situata al termine dell'asse viario intitolato a Guido Monaco, deve il suo attuale assetto all'ampliamento del 1870 che richiese il sacrificio di un'ala del convento francescano. La piazza, infatti, era fino a quella data più piccola e la facciata della chiesa dominava lo scenario meglio dei diversi rapporti spaziali di oggi.
Su di essa si affacciano l'incompiuta facciata della chiesa e l'attiguo edificio, già albergo delle Chiavi d'Oro, che occupa una parte dell'antico convento; sul lato nord, ci sono una casa che presenta alcune strutture medioevali e il Palazzo dell'Accademia dei Costanti.
Il monumento a Vittorio Fossombroni, grande statista, economista, matematico e studioso d'idraulica, venne sistemato nel 1864 ed è opera del fiorentino Romanelli.

Affaccia sull'omonima piazza, nel punto dove la direttrice di Via Cavour si allarga per formare un suggestivo punto di accesso al nucleo più antico della città, ecco la Chiesa di San Francesco.
La basilica di origini duecentesche è stata riedificata nel tardo XIV secolo, nello spoglio stile gotico francescano, chiaramente ispirato a criteri di semplicità estetica, anche se non sono mancate manomissioni successive e inserimenti barocchi. Ha subito altri rifacimenti in seguito: gli ultimi restauri risalgono all'inizio di questo secolo.
L'edificio è costruito in pietre e mattoni; del progettato rivestimento della facciata in pietrame scolpito resta solo il basamento ( fine Quattrocento). Il campanile è del XVI secolo.
L'interno unisce alla semplicità l'estensione dell'unica navata, coperta da grandi capriate, che fa provare entrando un senso di grandiosità.
Ospita nelle pareti del coro della cappella maggiore gli affreschi più insigni: la Leggenda della Vera Croce di Piero della Francesca, dipinto alla metà del Quattrocento. La rivoluzionaria concezione prospettica e la ricchezza di invenzioni stilistiche che conservano la continuità e l’armonia del racconto rendono questo ciclo uno dei più importanti del Rinascimento. Nelle facce interna dei pilastri ci sono altre pitture di Piero della Francesca.

San Francesco presenta inoltre numerose opere di valore, che già da sole meritano la visita, riferentesi agli artisti maggiori operanti in Arezzo nel tre-quattrocento : Bicci di Lorenzo , Neri di Bicci , Spinello Aretino, Niccolò di Pietro Gerini, Lorentino d'Arezzo, e forse non mancarono il giovane Luca Signorelli, Parri di Spinello, Bartolomeo della Gatta e altri ancora.
Da notare inoltre un grande Crocifisso dipinto da un contemporaneo di Cimabue e, entro l'ultima cappella laterale sinistra e il monumento funebre al giureconsulto Roselli (prima metà del Quattrocento).

Al piano sottostante si estende, divisa in tre navate, la Chiesa inferiore, che risale al periodo tra i secoli XIII e XIV, ripristinata nel corso degli ultimi decenni e utilizzata come suggestiva sala espositiva.
Uscendo sono ancora davedere, nella controfacciata, gli affreschi di Parri di Spinello, di Domenico Pecori e la superba vetrata colorata di Guillaume di Marcillat, raffigurante S. Francesco e Onorio III.