Intitolata a S. Fufemia e filiale di S. Donato extra muros, la sua origine, che si ipotizza intorno all’XI Sec., è legata alla presenza nella zona dei Monaci di S.Croce di Fonte Avellana (si ha notizia della nomina a rettore, nel 1268, del monaco Giovanni), che esercitarono potere e diritto su questa chiesa sino a circa il 1568, con il passaggio alla dipendenza dell’arcivescovo di Urbino.
L’edificio attuale che nel suo aspetto esterno presenta un elegante portale settecentesco, dopo la distruzione subita nel 1797 da parte di truppe napoleoniche, fu repentinamente ricostruito dal rettore D. Vincenzo Pazzaglia, coadiuvato dalla nobile famiglia De Praetis, proprietaria di terreni limitrofi.
Nel 1800 furono benedette dall’arcivescovo Berioli, le Via Crucis, incisioni di Giovanni Petrini, su disegno del pittore romano Luigi Agricola (1758/59-1821); nel 1825 fu eretto, nella ricorrenza dell’anno giubilare, l’altar maggiore.
Nel corso del XIX Sec. ad ulteriori danneggiamenti causati da un uragano nel 1858, che abbattè il campanile, e da un terremoto nel 1872, seguirono restauri, sino a quelli recenti degli anni Settanta, che hanno denotato definitivamente la chiesa secondo l’aspetto odierno.
Alla munificenza dei De Praetis si devono, oltre ad alcuni arredi sacri, anche i dipinti che ancora vi si conservano (ad eccezione della copia da Carlo Maratta (1625-1713) raffigurante L’Annunciazione), che furono donati: La Caduta di Cristo dinanzi a Caifa, opera del pittore urbinate Ludovico Viviani (?- 1649) o commissionati, entrambi da Pietro De Praetis, priore della Compagnia del Rosario, istituita in questa chiesa nel 1604, ed eseguiti dal pittore e scultore urbinate Francesco Antonio Rondelli (1759-1858): I/ martirio di S. Eufemia (altar maggiore) e Za Madonna del Rosario (La Madonna con il Bambino e i SS. Domenico e Crescentino), 1801-1807.
Le due campane, datate 1885, fuse dalla Ditta Luigi Cavadini di Verona, sono dedicate a S. Eufemia e a S. Giuseppe.
Nel territorio di S. Eufemia dove è ancora visibile l’ex Oratorio pubblico della Beata Vergine del Canale, intitolato a N.S. della Neve (XVIII Sec., appartenuto alla famiglia urbinate Peroli, attualmente adibito a studio artistico), sorgeva inoltre S. Maria in Tortorio o di Villa Tortora, dedicata alla Natività di Maria, che nel 1501 risulta annessa a S. Eufemia ed entrambe sotto la Pieve di S. Donato.
A denotarne l’antica origine un’architrave con iscrizione a caratteri gotici – scomparsa – che riportava il nome di “Guidone”, Guido arcivescovo di Urbino e la controversa data, 1290 ovvero 1259; non più officiata già dal 1813, fu demolita e i materiali utilizzati nel 1859, nella ricostruzione del campanile di S. Eufemia, per decreto dell’arcivescovo Angeloni, nella cui Sacra Visita Pastorale del 1854 è annotata, tra l’altro, la riedificazione di S. Maria in Tor- tora, nel 1668, in luogo “poco distante” dall’antica.