La chiesa di San Sebastiano di Panicale fu costruita sullo scorcio del XV secolo dalla comunità del castello, accanto ad un ospedale dedicato alla cura dei malati di peste – un lazzaretto – presso il quale era in funzione un cimitero destinato alla sepoltura degli appestati. La chiesa, posta a circa 250 metri dalle mura di Panicale, in fondo al Borgo Regio, è un edificio in laterizio dalle dimensioni modeste, con una facciata quadrata rivestita d’intonaco. In origine l’edificio era preceduto da un portico di cui restano due arcate lasciate libere dall’intonaco. La frase incisa sopra il portale d’accesso – ECC(LESI)A S(ANC)TI SEBAST(IAN)I C(AST)RI PANICALIS – informava i visitatori che la chiesa apparteneva al castello di Panicale e che era dedicato al santo invocato contro la peste.

L’interno era coperto da un tetto a due spioventi, con capriate lignee in vista; poi venne modificato nella forma attuale nel 1623. La chiesa venne ornata con capitelli, cornicioni, due altari e due coretti. All'esterno. nella parte sinistra in alto, compaiono due formelle in cotto recanti le date 1690 e 1725, mentre nella parte esterna dell'orto si trova la data 1692. È molto difficile interpretare queste tre date. Si suppone che la data 1690 sia dell'anno in cui le Monache presero possedimento dell'edificio grazie ad un lascito del Monsignor Paolo Corsetti al Collegio delle Vergini. Verosimile anche la data 1725 che potrebbe rimandare ad un altro lascito al Collegio. Riguardo all'ultima data 1692 senza alcun dubbio da riferirsi alla costruzione del muro di cinta per iniziativa delle Monache del Collegio.

All'interno della Chiesa si nota, sopra un altare laterale. è una tela con la Madonna delle Grazie, attribuita ad Antonio Pomarancio. Ma è nella parete di fondo che risalta lo splendore del celebre affresco del "Martirio di San Sebastiano" di Pietro Vannucci detto "Il Perugino", il maggiore pittore umbro del Rinascimento.

L’iconografia del dipinto è nota: la leggenda del martirio è riferita da una Passio Sancti Sebastiani, tradizionalmente assegnata a sant’Ambrogio ma verosimilmente composta da un monaco romano sullo scorcio del V secolo e poi presente nella Legenda Aurea di Iacopo da Varazze. Vi si narra che Sebastiano era nato nel 256 d.C. da una famiglia originaria della cittadina di Narbona in Provenza, che militò come soldato tra i pretoriani, per poi entrare a far parte della guardia imperiale. Convertitosi al cristianesimo, fu scoperto da Diocleziano, il quale, adirato, ordinò che fosse condotto in mezzo ad un campo, legato ad un bersaglio e colpito dagli arcieri.

Il luogo del supplizio fu visitato da una vedova di nome Irene, che sorpresa dal fatto che Sebastiano fosse ancora vivo, lo portò nel suo palazzo e ne curò le ferite. Diocleziano, alla notizia che il suo soldato era riuscito a salvarsi, diede subito ordine che fosse catturato di nuovo e flagellato a morte. Il supplizio delle frecce, al quale san Sebastiano riuscì a scampare, contribuì fortemente a diffonderne la fama di depulsor pestilentiae.