La cappella dedicata a s. Agostino venne decorata nel 1484 dal cardinale Girolamo Basso Della Rovere che fece realizzare la preziosa balaustrata marmorea e decorare ad affresco da collaboratori del Pinturicchio. Di particolare rilievo la decorazione illusiva a monocromo nelle parti inferiori delle pareti restaurata da Vincenzo Camuccini nell'Ottocento. Alla scuola del Bregno è invece attribuito il monumento funerario del committente (m. nel 1485), mentre a Gian Cristoforo Romano il rilevo della Pietà sul gradino dell'altare. Nel pavimento è conservata l'originaria decorazione pavimentale della cappella. Parete destra: Scuola di Andrea Bregno, Monumento funebre del cardinale Girolamo Basso Della Rovere (1485), nella lunetta, Antonio da Viterbo (attr.), Pietà, affresco.