Annessa in origine e comunicante con la chiesa di San Pancrazio, oggi Museo Marino Marini, la cappella del Santo Sepolcro piu' nota come cappella Rucellai, fu progettata nel 1467 da Leon Battista Alberti su incarico della famiglia Rucellai, per la quale l'architetto aveva precedentemente costruito il palazzo e la loggia su via della Vigna Nuova.

     L'interno, con volta a botte, risultato della trasformazione albertiana di una struttura trecentesca, tutto giocato sull'alternanza cromatica della pietra serena e dell'intonaco, ospita, un sacello riproducente nelle dimensioni il Santo Sepolcro di Gerusalemme. Di pianta rettangolare e dotato di piccola abside, questo tempietto ripropone, in forme ridotte, l'assetto architettonico della cappella ed e' evidenziato dal reticolo cromatico del pavimento. Il fine rivestimento marmoreo che lo caratterizza, interrotto in alto dal fregio con l'iscrizione evangelica
     (YHESUM QUERITIS NAZARENUM CRUCIFIXUM SURREXIT NON EST HIC ECCE LOCUS UBI POSUERUNT EUM),
interessa non soltanto le paraste scanalte che ne movimentano i lati, ma pure i pannelli con motivi ornamentali, alcuni dei quali contengono le imprese araldiche dei Rucellai e dei Medici. ll sacello si conclude in alto con una merlatura di gigli entro cui si inserisce una cupoletta sorretta da quattro esili colonne. All'interno, degli affreschi di Giovanni di Piamonte raffiguranti Cristo morto sorretto da due angeli e un Cristo morto in rilievo.