La Cappella del Sacramento fu commissionata a Francesco Allegrini dal vescovo Alessandro Sperelli (1589-1672). L’opera è considerata uno dei maggiori gioielli rimasti a testimoniare i fasti dell’età barocca in Umbria. Il ciclo pittorico è tra i più pregevoli eseguiti dall’artista che, in questa cappella intitolata alla Madonna di Loreto, è impegnato a realizzare l’intera decorazione della volta, del vano dell’altare e dei due lunettoni laterali. Nella cupola è raffigurata l’Incoronazione della Vergine, mentre nel vano sopra l’altare sono rappresentati Il trasporto della Santa Casa di Loreto e l’Annunciazione. Le due grandi lunette laterali raffigurano La consacrazione della chiesa e Il trasporto del corpo di san Giovanni da Lodi. La decorazione, in ottimo stato di conservazione, mostra i caratteri stilistici peculiari dell’Allegrini nella metà degli anni cinquanta del Seicento; in particolare vi troviamo opere contemporanee che si rifanno a disegni utilizzati in questa occasione. Ad esempio l’angelo annunciante nel vano sotto l’altare, che presenta notevoli somiglianze con quello rappresentato nelle due versioni dell’Annunciazione, nell’Oratorio della Misericordia a Gubbio e nella chiesa della Collegiata di Cantiano. Nelle figure dei profeti e dei santi raffigurati nella cupola, si riscontrano forti richiami agli affreschi realizzati poco prima a Roma, nella cappella di Sant’Alessandro ai Santi Cosma e Damiano. Nei pennacchi sono ritratti, per la prima volta insieme, i quattro santi pilastri della Chiesa eugubina: sant’Ubaldo, san Pier Damiani, san Giovanni da Lodi e il beato Rodolfo Gabrielli. In particolare, il santo patrono Ubaldo tiene nella mano destra il modello della città posta alle falde del monte Ingino, mentre nella sinistra sono visibili la mitra bianca e il pastorale. Oltre ai principali edifici monumentali eugubini e alle mura della città, sul versante del monte spicca la chiesa intitolata al santo.