К западу от Археологического музея Сиены, рядом с городскими стенами, располагается Церковь Святого Доминика (Basilica di San Domenico), суровое кирпичное здание, построенное в цистерцианском готическом стиле. Возведенная первоначально в 1226 году, впоследствии она была изменена и расширена; в 1340 здесь была установлена колокольня с зубчатыми стенами, в стиле, чуждом цистерцианской архитектуре. Неф с вложенным прямоугольным хором не имеет проходов, а трансепт непривычно высок и просторен, отсюда можно войти в две часовни, примыкающие к хору. Своей эффектностью интерьер обязан в первую очередь отсутствию внутреннего декора, усиливающему впечатление, производимое свободным пространством. В северо-восточной поперечной стене нефа расположен вход в сводчатую часовню, где находится самый ранний из известных портретов Святой Екатерины Сиенской (1347-80 гг.) – фреска работы Андреа Вани (ок. 1400 г.).
Часовня Святой Екатерины, пристроенная к правой стене нефа, содержит два шедевра мастера Содомы – «Экстаз Святой Екатерины» и «Святая Екатерина без чувств» (обе работы 1525 года), а также мраморную раку работы Джованни ди Стефано (1446 г.) где хранится голова святой, умершей и похороненной в церкви Санта-Мария-сопра-Миневра (итал. Святая дева Мария над Минервой) в Риме. На высоком алтаре в хоре под балдахином установлены две фигуры ангелов с канделябрами (ок. 1475 г.) работы Бенедетто да Майано. В первой часовне справа можно увидеть фрески работы Маттео ди Джованни, а во второй часовне слева – настенную роспись Маттео ди Джованни и Бенвенуто ди Джованни. Одно из окон апсиды выходит на великолепную панораму города.