Dedicata in origine a sant’Agostino, fu decorata da Giusto de’ Menabuoi in seguito al testamento di Tebaldo Cortellieri del 1370. Il ciclo, ora conservato in maniera molto frammentaria per le successive trasformazioni del vano, era incentrato sul tema della Gloria di sant’Agostino, e la sua iconografia ci è nota grazie a descrizioni storiche. Durante il XV secolo il giuspatronato della cappella passò alla famiglia Savonarola, per poi diventare nel 1610 la sede della fraglia dei centuriati, che entro il 1614 apportò dei lavori all’ambiente, aprendo nuove finestre, edificando un’abside poligonale più profonda, costruendo una nuova volta più bassa per collocare sopra all’ambiente la sala del capitolo. I lavori d’inizio XVII secolo ricoprirono la pittura trecentesca che fu riscoperta in frammenti in parte alla fine dell’Ottocento, e in parte nella prima metà del Novecento. L’ambiente cambiò intitolazione durante i secoli, passando da sant’Agostino alla Madonna della Cintura con l’avvento dei centuriati, e al Sacro Cuore di Gesù dopo la soppressione napoleonica e l'espulsione degli agostiniani e la trasformazione della chiesa in parrocchia.