Az Ágoston-rendiek Borgo Santo Sepolcro (ma Sansepolcro) településen lévő templomának főoltárjára festette meg Piero vegyes technikával 1454 és 1469 között a szétnyitható táblákra készített alkotást, amelynek darabjait a 16. század végén szerelték szét. A poliptichon nagyobb táblái a 19. században bukkantak fel újra Milánóban, a darabokat aztán külföldre adták el.
Az összeillesztést 555 év után a milánói Poldi Pezzoli Múzeumban végezték el. A múzeum szakembereinek sikerült egyesíteni a mű nyolc ismert paneljét, amelyeket a New York-i Frick-gyűjteményből, a londoni Nemzeti Képtárból, a washingtoni Nemzeti Galériából és a lisszaboni Antik Művészetek Múzeumából gyűjtöttek össze.
A Szent Ágoston-poliptichon Piero della Francesca harmadik ismert jelentősebb oltárképe az ugyancsak a toszkánai Sansepolcróban készült Könyörületesség poliptichonja és a Perugai poliptichon mellett.
A Poldi Pezzoli Múzeum külön kiállítást szentel az újra összeillesztett alkotásnak. Alessandra Quarto, a múzeum igazgatója „az évszázad újraegyesítésének" nevezte a munkát. Elmondta, sikerrel ki tudták használni, hogy a Frick-gyűjtemény felújítás miatt 2024 végéig zárva tart, így jutottak hozzá négy panelhez, majd meg tudták győzni a többi múzeumot is, hogy a kiállításhoz adják kölcsön a még hiányzó táblákat.