La chiesa di San Girolamo e il cimitero della Certosa, sorgono su una vasta area dove fin dal V° secolo a.C. era collocata una delle necropoli dell’antica Felsina, i cui resti furono rinvenuti durante gli scavi archeologici del XIX secolo. Alla chiesa di San Girolamo si accede dal lato orientale del cortile d’ingresso del cimitero. L’attuale planimetria, dalla forma di tau (T) rovesciata, è il risultato di ampliamenti cinquecenteschi che aggiunsero, alla primitiva chiesa trecentesca, un transetto a due campate sviluppato sul lato di facciata, collocato quindi a rovescio rispetto a quella che era la norma.

La navata, formata da due campate e abside quadrate, è coperta da crociere costolonate e separate da archi acuti, impreziositi da decorazioni quattrocentesche. Nel transetto, a destra e sinistra, si aprono le cappelle cinquecentesche di San Bruno e di San Girolamo. Risale probabilmente alla prima meta del XV secolo la costruzione di tre cappelle addossate lungo il fianco settentrionale, all’esterno della chiesa: la Cappella di S. Antonio Abate poi di S. Giuseppe, la Cappella di S. Bernardino o della SS. Annunziata e la Cappella delle Reliquie. Esse formano un corpo unico con l’edificio, condividendone i particolari dell’esterno e il medesimo tipo di copertura; una quarta cappella ad uso di sacrestia fu aggiunta dopo l’inaugurazione della chiesa. La facciata medievale, in mattoni a vista e affiancata dal piccolo campanile trecentesco, è coronata da un motivo di archetti trilobati in cotto su colonnine pensili; vi si aprono grandi finestre circolari che sostituiscono le originali monofore archiacute. Essa risulta parzialmente nascosta dal loggiato che delimita il cortile d’ingresso. Questo fu ampliato nel 1768 con il monumentale ingresso a cinque arcate di ordine tuscanico, opera dell’architetto Gian Giacomo Dotti e ultimo importante intervento di architettura. Settecentesche sono anche le ventitrè arcate del portico di ponente (che si interrompono davanti all’ingresso della chiesa) e le prime tredici del portico di levante: il resto del loggiato è ciò che resta del chiostro quattrocentesco.

Al 1611 risale la realizzazione del campanile maggiore della chiesa, costruito dall’architetto Tommaso Martelli su incarico dei padri certosini, andandosi ad aggiungere al piccolo campanile trecentesco, divenuto insufficiente. Alto circa cinquanta metri, con base quadrata e cortina di laterizio a vista, il campanile è suddiviso in quattro livelli separati da cornici marcapiano. Nel livello inferiore, con larghe paraste angolari, si aprono finestre rettangolari su due lati; negli altri tre piani, con paraste binate di ordine dorico, ionico e composito, si aprono grandi archi ciechi a tutto sesto, nei primo e secondo piano, mentre nel terzo bifore di tradizione quattrocentesca con colonnine in pietra da taglio e oculi circolari nei timpani. La torre è coronata da una cornice composita e sormontata da balaustrata e coppie di pinnacoli, in corrispondenza delle paraste, sulle quali si imposta la piramide della guglia.