La cappella è coperta da una volta a crociera costolonata. L’apertura verso la navata è incorniciata da due semicolonne, ad una delle quali è addossato un pilastro con il capitello ornato da motivi vegetali e dallo stemma di casa Savoia. Sulle tre pareti la decorazione è interrotta soltanto da una feritoia oblunga e dalla porta che immette nel campanile. La narrazione – formata da otto riquadri – si distribuisce su due registri sovrapposti che insistono al di sopra di uno zoccolo dipinto a finto bugnato. Sulla parete orientale la Madonna con il Bambino in trono tra i santi Mauro e Caterina da Siena (?) e l’Imago Pietatis sono sormontate dall’Incoronazione di santa Caterina da Siena. Ai piedi della protagonista si scorge un nutrito stuolo di fedeli, tra cui forse si trovano i committenti. Sul lato nord si succedono le Stigmate di san Francesco, San Domenico (nello sguincio della finestra) e Santa Maria Maddalena, mentre nella porzione superiore è raffigurata Sant’Orsola con le undicimila vergini. A sud è ancora leggibile un riquadro raffigurante le Stigmate di santa Caterina. Sulle semicolonne compaiono invece due martiri Tebei. Infine, mentre nel sottarco di ingresso compare un fregio scandito da clipei con profeti, mentre gli spicchi della volta sono occupati dai santi Lucia, Stefano, Apollonia e Sebastiano.