Nel 1617, nel mese di Dicembre, il consiglio comunale ottiene l'assenso dalle autorità ecclesiastiche per l'edificazione di un convento dei Frati Minori, su di un poggio sotto al paese di Montedinove, dove vi erano una cappella dedicata al santo martire inglese arcivescovo di Canterbury, Tommaso Becket, e un'abitazione di proprietà dell'ex Monastero di Santa Maria in Cellis. Paolo V confermò, con una bolla, l'inizio dei lavori nel 1619, e donò una pietra da lui benedetta, come testimonia una lapide sulla facciata. La prima pietra fu posata nel 1620 e la costruzione terminò solo nel 1643. Inizialmente intitolato anche all'Immacolata e a San Francesco, l'edificio fu consacrato nel giugno del 1646. Con le soppressioni volute da Napoleone, nel 1810 il complesso fu acquistato da privati, che circa cinque anni dopo la restituirono ai religiosi che tornarono a officiare nel 1821. Con l'unificazione d'Italia vi fu un altro esproprio, ma i religiosi continuarono ad abitarvi fin oltre al 1894; la proprietà passò dal demanio al comune di Montedinove, che la cedette nel 1898 alla diocesi di Montalto Marche. Il vescovo la donò definitivamente ai Frati Minori Conventuali nel 1909. L'annesso convento fu anche sede di noviziato e di seminario.
L'interno è semplice ed austero. Sull'altare maggiore spicca una tela di un artista ignoto del XVII secolo che raffigura i Santi Tommaso, Francesco di Assisi e l'Addolorata. È presente anche una statua lignea di San Tommaso rivestito dei suoi paramenti vescovili in fase benedicente. Vicino all'ingresso si possono ammirare due tele di un pittore ignoto veneziano, sempre del XVII secolo, raffiguranti "l'Ultima Cena" e "L'adorazione dei Magi." Nella chiesa sono anche conservate le reliquie del Santo martire.