La chiesa sorge lungo Via Santa Croce e, insieme al Monastero omonimo, costituisce un unico complesso.
Venne eretta su disegno dell'architetto urbinate Giuseppe Tosi, dedicata al SS. piagato Cuor di Gesu e consacrata il 24 giugno 1772.
La facciata e' stata completamente rifatta nel 1927, in occasione del secondo centenario della morte della santa, mentre un restauro operato tra il 1950 e il 1960 ne ha alterato, in parte, le forme originali.
Nel presbiterio, sulla lunetta centrale, si trova un bell'affresco del mercatellese Claudio Sacchi, raffigurante la Vergine che detta il diario a Santa Veronica Giuliani (1981); al di sotto, Madonna col Bambino col cuore in mano, tela del sec. XVIII, e nella grande nicchia, Sacro cuore di Gesu, statua in gesso del secolo XX.
Sulla parete destra e' collocata una Coronazione di spine di Santa Veronica, tela di Pietro Tedeschi da Pesaro (1750 ca. - 1801), originariamente pala dell'altar maggiore.
Al di sotto e' visibile la lapide che ricorda la Serva di Dio Suor Francesca Ticchi (1887 - 1922), da Belforte all'Isauro, monaca cappuccina che visse a lungo nel convento e della quale, recentemente, si e' aperto il processo di beatificazione.
Nella parete sinistra degna di nota è una tela del sec. XVII proveniente dall'ex convento di Santa Chiara e raffigurante Santa Chiara, San Francesco e Sant'Agnese di Assisi. Del medesimo periodo è il Battesimo di Gesù, sopra il portale d'ingresso.

Il Monastero delle Cappuccine sorge lungo la trecentesca Via Santa Croce, di fronte alla chiesa omonima. Fu realizzato dal vescovo Deodato Bajardi nei locali dove nacque e visse la celeberrima cittadina mercatellese Santa Veronica Giuliani.
Al suo interno racchiude il piccolo Santuario di Santa Veronica, iniziato nel 1755, ancor prima dell'apertura del convento, avvenuta nel 1773.
Il santuario venne realizzato dal conte Giuseppe Marsili di Mercatello e allestito nei due ambienti che costituirono la casa natale di Orsolina Giuliani.
In esso vi sono raccolti numerosi cimeli della santa: una tela raffigurante Santa Veronica che riceve le stimmate, donata dal capitano Pietro Paolo Ganganelli all'erigenda chiesa del convento nel 177 sei piccole tele (nel 1793 erano ancora nella chiesa di Santa Croce), che raccontano la vita mercatellese della santa (Il battesimo della bambina Orsola; I giochi nell'orto familiare con Gesu' Bambino; I colloqui di Orsola giovinetta con la Vergine Addolorata; Il desiderio di allattare Gesu' Bambino; Il desiderio dei patimenti; L'ingresso nel monastero delle Cappuccine di Città di Castello).
Si tratta di opere di un pittore locale (forse Carlo Bani) che conosce minutamente la casa dei Giuliani prima della trasformazione in convento.

BIBLIOGRAFIA
LEONARDI e MUCCIOLI 1997, pp. 39 - 41