La chiesa di S. Francesco, originariamente dedicata a S. Maria in Valle Cajana, fu eretta su una precedente costruzione già esistente, risalente al VII secolo d. C. Distrutta dai viterbesi alla fine dell’XII secolo, la chiesa venne ricostruita in stile romanico e riconsacrata nel 1207, anno in cui è registrata la visita di Papa Innocenzo III. Nel XV secolo, con l’arrivo dei frati francescani, la chiesa venne dedicata a S. Francesco.
La facciata della chiesa è costruita in blocchi di tufo e peperino ed è costellata qua e là da frammenti lapidei di reimpiego, provenienti dal vicino Foro Cassio, tra cui un elemento marmoreo con resti di un’epigrafe latina. Allo stesso modo alcuni dei capitelli che sormontano le colonne divisorie delle navate e quelle che sostengono la cripta, sono di origine romana.
Entrando all’interno della chiesa si può subito notare lo splendido pavimento cosmatesco, risalente agli inizi del XIII secolo, realizzato con tasselli di marmo bianco e di porfido rosso e verde, con decorazioni a forme geometriche che comprendono i Fiori della Vita e i Triangoli di Sierpinski.
Sono numerosi gli affreschi che decorano l’interno. Lungo la navata sinistra, accanto al fonte battesimale, è raffigurato il Battesimo di Gesù (XVI secolo), mentre in quella destra troviamo San Bernardino con quattro angeli, recentemente attribuita al pittore Andrea del Castagno (seconda metà del XV secolo), Sant’Antonio Abate, con quattro episodi della sua vita illustrati sulla predella (1460 ca., attribuita al Maestro dell’Osservanza), i Santi Sebastiano, Giobbe, Anselmo e il Salvatore benedicente tra due angeli (fine XV secolo) e infine un ritratto di Sant’Orsola.
La cripta sottostante, che è la parte più antica della chiesa essendo stata scavata tra il VII e l’VIII secolo d. C., ha una pianta trapezoidale ed è suddivisa in sei piccole navate, separate da colonne di reimpiego. Sulle volte a crociera costolonate si notano ancora tracce della decorazione pittorica originale come per le pareti laterali.