Architektura i wnętrze Kaplica Matki Boskiej jest najstarszą i zarazem najpiękniejszą częścią świątyni. Reprezentuje styl późnorenesansowy. Jej narodowy charakter ukazuje polichromia przedstawiająca w narożnikach orły piastowskie i jagiellońskie. W zwieńczeniu stropu jest umieszczony kaseton z medalionem Matki Bożej. otoczony napisem "Gwiazdo Morska o Maryjo Królowo Korony Polskiej nie opuszczaj nas". Centralne miejsce w drewnianym ołtarzu, bogato złoconym, zajmuje duży obraz Matki Boskiej z Dzieciątkiem Jezus namalowany około XV wieku, pędzla nieznanego artysty w stylu malarstwa włoskiego. W prawej dłoni Matki Bożej jest umieszczone berło – symbol władzy królewskiej. W tle widać wizerunki aniołów – skąd wziął się tytuł obrazu. Kult Maryi w Skalmierzycach rozpoczął się w XV wieku. Dowodem otrzymanych za pośrednictwem obrazu łask są liczne wota. Najcenniejszym jest srebrny ryngraf z 1634 roku, podarowany przez króla Władysława IV Wazę jako podziękowanie za zwycięstwo nad Turkami. Madonna i Jezus są ubrani w piękne kute w srebrze złocone sukienki zdobione motywami aniołów i kwiatów. Nad ich głowami znajdują się złote korony wysadzane kamieniami szlachetnymi. We wnękach ołtarza są umieszczone rzeźby świętych św. Wojciecha i św. Stanisława Biskupa oraz św. Kazimierza i św. Wacława.