La chiesa di San Sebastiano risale ai primi decenni del XVI secolo, e la comunità di Falerone la eresse per ottemperare al voto di avere l'aiuto del santo protettore contro le pestilenze, che in quegli anni mieteva vittime nella marca fermana. Sebastiano divenne anche il comprotettore della cittadina.
Dopo essere stata anche la sede della Confraterinta del SS. Sacramento nei secoli successivi, e anche monte frumentario, l'edificio venne successivamente abbandonato per molto tempo.
Restaurato nel 2005, vi è stata allestita una Pinacoteca e un'aula multimediale, all'interno sono ancora visibili degli affreschi attribuiti a Frà Marino Angeli (secolo XV), ovvero le "Stimmate di San Francesco" e il "San Michele Arcangelo".