La Chiesa di San Domenico di Fano è una bellissima chiesa tardogotica a navata unica con tetto a capanna edificata attorno al 1216, ubicata in Via Bartolagi. Tra il 1703 e il 1707, su progetto di Francesco Gasparoli, fu completamente rinnovata nei suoi interni in stile tardo barocco. Fortemente danneggiata dai bombardamenti del 1944, è rimasta chiusa al pubblico fino al luglio 2007 quando, dopo un importante restauro, è stata riaperta come Pincacoteca San Domenico, mostrando le magnifiche opere d’arte originali della Chiesa  e altri capolavori. Una pinacoteca d’arte sacra che raccoglie i bellissimi affreschi del XIV secolo, come la preziosa lunetta raffigurante la Madonna con il Bambino fra i Santi Domenico, Giacomo Maggiore, Tommaso d’Aquino e Leonardo attribuito al Maestro dell’Incoronazione di Urbino; o di Ottaviano Nelli, realizzati della prima metà del XV secolo, sono la Crocifissione e le Storie di Santa Maria Maddalena e ancora, in un altra nicchia, la Madonna con il Bambino fra i Santi Domenico, Fortunato, Francesco ed Eusebio opera di Giambattista Ragazzini, realizzata nella metà XVI secolo. Mirabili i due grandiosi altari barocchi in legno intagliato e dorato. Dopo la sua riapertura la Chiesa di San Domenico è diventata sede espositiva di alcune straordinarie opere pittoriche come lo Sposalizio della Vergine del Guercino, L’Estasi di San Tommaso di Palma il Giovane, la Madonna con la rosa di Simone Cantarini oltre ad altre tele di Sebastiano Ceccarini, di Simone de Magistris, di Giovanni Francesco Guerrieri, di Federico Barocci, di Palma il Giovane, di Federico Zuccari e di altri importanti pittori del XVII secolo.