Esta Madonna con Niño recibe el nombre de Virgen de Senigallia al proceder de la iglesia de santa María de las Gracias en Senigallia. Se debe encuadrar entre los encargos realizados a Piero della Francesca por Federico de Montefeltro con motivo de la estancia del artista en Urbino. Se considera una obra votiva como la Pala Brera, es decir, de ofrecimiento a la Virgen por un hecho destacable para el oferente. Está realizada al óleo sobre tabla.
La figura de María y el Niño aparecen en el primer plano de la composición acompañados de dos ángeles que cruzan sus brazos sobre el pecho. La escena se desarrolla en un interior, mostrando una puerta por la que se contempla una ventana, creando así una sensación de simetría con la ventana que se encuentra en la zona de la izquierda y que nosotros no vemos, siendo el foco de luz que baña a las figuras y las otorga la monumentalidad característica. El Niño Jesús lleva un collar de coral en alusión a la protección hacia los infantes, pudiendo tratarse de una referencia al nacimiento de Guidobaldo, el hijo del duque. La decoración de las paredes es típicamente renacentista, encontrándose en la repisa del fondo una cesta con paños blancos que aluden a la influencia flamenca de la tabla, al igual que los bordados de los trajes o los pliegues de las telas. La delicada armonía de tonalidades rosas, grises y blancas resulta también destacable.