Die Kirche von Sant‘Agostino von Pesaro wurde 1258 erbaut und nach San Lorenzo Martire benannt. Ab 1282 wurde sie von den Eremiten des Ordens des heiligen Augustinus verwaltet, die sich während des vierzehnten Jahrhunderts entschlossen, die Kirche zu erweitern, die dann im gotischen Stil, dem vorherrschenden Geschmack der Zeit, umgebaut wurde. Aus dieser Zeit stammen der Glockenturm und das prachtvolle gotische Portal aus istrischem Stein und rotem Marmor, welches zwischen 1398 und 1413 nach dem Willen von Malatesta dei Sonetti gebaut wurde. Die Kirche ist reich mit Friesen, Säulen, Reliefs und kleinen Säulen dekoriert. An den Seiten befinden sich zwei Löwen, das ikonographische Motiv der Malatesta, das auch in den Kirchen von San Francesco (jetzt Heiligtum von Madonna delle Grazie) und San Domenico, alle während der Malatesta-Zeit gebaut, gefunden wurde. Die bestehenden Formen gehen auf die radikalen Umwandlungen des achtzehnten Jahrhunderts zurück – von der alten gotischen Fassade wurde nur das Portal erhalten. Im Inneren sind einige schöne Werke erhalten geblieben, wie der außergewöhnliche Chor aus dem späten fünfzehnten Jahrhundert, der mit Walnussbaum-Einlagen verziert ist und entworfen wurde, um das Aufkommen von Sforza zu feiern. Unter den Verzierungen befinden sich auch die Porträts von Costanzo Sforza und Frau Camilla d‘Aragona. Die 32 Intarsien stellen Ansichten der Gegend mit Gebäuden, die von den Sforza errichtet oder renoviert wurden, dar. Auf den Altaren befinden sich die Verkündigung von Palma il Giovane, San Nicola aus Tolentino von Pomarancio, Santa Rita von Simone Cantarini und eine schöne Heiligen Familie von Giangiacomo Pandolfi. Die schöne Orgel ist ein Werk des berühmten Orgelbauers Gaetano Callido aus dem achtzehnten Jahrhundert, der einige der wichtigsten Orgeln der Zeit fertigte, die sich die Reinheit und Feinheit ihres Klangs auszeichnen. Er war auch mit der Restaurierung der Orgel der Basilika von San Marco in Venedig beauftragt.