A seguito della terribile pestilenza che durante gli anni Sessanta del Quattrocento colpì anche la città di San Gimignano, il Comune deliberò in più occasioni, nel 1463 e nel 1464, di far eseguire un immagine ex-voto nella cappella dedicata ai Santi Fabiano e Sebastiano, che era già stata innalzata sulla controfacciata della Collegiata di Santa Maria Assunta dopo la precedente epidemia del 1348.

Benozzo ricevette quest’incarico solo nel 1465, quando aveva già realizzato un altro affresco votivo dedicato a san Sebastiano per la chiesa di Sant’Agostino. L’artista portò a termine questo nuovo lavoro il 18 gennaio 1466, due giorni prima della festa dedicata al Santo che, assieme a san Rocco, era tradizionalmente considerato protettore dalla peste.

In questo affresco il Santo è raffigurato secondo la tradizionale iconografia, vestito solo con il perizoma e trafitto da un gran numero di frecce, simbolo della pestilenza, scagliategli contro da baldi arcieri. Come nella chiesa di Sant’Agostino Benozzo raffigura Sebastiano sopra un piedistallo marmoreo, questa volta con un’evidente volontà di assimilare il santo alla figura di Gesù; la posa, infatti, è analoga a quella del Cristo flagellato che soffre per la salvezza dell’umanità. Nel registro superiore sono raffigurati Gesù e la Vergine Maria, nell’atto rispettivamente di benedire e di pregare, circondati da un’ampia schiera di cherubini e serafini; immediatamente sopra la figura di san Sebastiano due angeli stanno incoronando il Santo.

Quest’immagine, che si integra dunque all’affresco precedentemente realizzato da Benozzo per la chiesa di Sant’Agostino, anch’esso dedicato a San Sebastiano, testimonia una forte devozione di entrambe le comunità, laica e religiosa, nei confronti del martire, invocato come protettore della città dal terrorizzante morbo.

L’opera è firmata e datata sul margine della fascia decorativa inferiore.