Dell’originaria chiesa medievale e del suo aspetto rinascimentale sono poche le testimonianze che rimangono ad oggi.
Infatti il convento agostiniano di Acquapendente venne fondato verso la fine del 1290 e con esso si iniziò ad edificare la chiesa di Sant’Agostino, caratterizzata da forme gotiche.
Nel 1746 un’incendio distrusse parzialmente la chiesa, e fino al 1760 avvennero importanti lavori di ristrutturazione che ne mutano profondamente l’aspetto. Nel 1760 Giovanni Alari realizza un organo che viene posto sopra l’ingresso principale, rimpiazzando quello precedente e nel 1798 viene soppresso il complesso monastico che circa 70 anni più tardi venne utilizzato per accasermare le truppe di “guarnigione”.
Nel 1873, il convento agostiniano adiacente alla chiesa viene trasformato in una scuola elementare attiva ancora oggi.
Un altro evento significativo è il crollo del campanile della chiesa avvenuto nel 1875 che devastò le sottostanti chiesette di Sant’Antonio Abate e l’oratorio di Santa Caterina. Venne così ricostruito su disegno dell’architetto riminese Guglielmo Meluzzi.