L'interno della chiesa è arricchito da varie opere d'arte, che sono state realizzate nei secoli mantenendo lo stile cinquecentesco lombardo - con influenze quattrocentesche - delle prime produzioni artistiche. Le decorazioni più importanti conservate nella basilica sono gli affreschi della volta principale, che sono opera di Gian Giacomo Lampugnani, i resti delle pitture cinquecentesche della cappella di San Pietro Martire, che sono state realizzate da Evangelista Luini, figlio di Bernardino, gli affreschi delle pareti e della volta della cappella maggiore, che sono stati dipinti da Bernardino Lanino, e una pala d'altare del Giampietrino. Su tutte queste opere artistiche svetta, per la sua rilevanza, un polittico di Bernardino Luini, considerato unanimemente dagli storici dell'arte come uno dei capolavori dell'artista lombardo, se non la sua opera migliore.
Perè Golon (o Golom) o anche Berhè Golon, detto Alì (Cheren, 1904 circa – ...) è stato un fantinoeritreo. Secondo alcune fonti il suo vero nome era Bathà Golom.
Fu il primo fantino straniero nella storia plurisecolare del Palio di Siena, ed è ancora oggi l'unico fantino di colore ad aver preso parte alla corsa senese.
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