Sulla parete esterna della cappella si trovano gli affreschi raffiguranti la Morte e i Funerali di san Francesco, eseguiti nel 1886 dal pittore Domenico Bruschi.
Le decorazioni parietali interne appartengono al pittore quattrocentesco Giovanni di Pietro, detto Spagna (1450 ca.-1528), uno dei più diretti seguaci del Perugino, e raffigurano Santi e beati francescani.
All’interno della cappella si conservano un panno dell’abito e, in una teca, il cingolo di san Francesco, donato al Santuario da Papa Pio IX (1846-1878).