Wystrój kaplicy na żądanie rosyjskich zaborców został częściowo zamalowany, lecz odtworzono go w 1932 roku po odzyskaniu przez Polskę niepodległości.
Prezbiterium dekorowane jest malowidłami Włodzimierza Tetmajera i jest on również autorem witraży w nawie głównej. Pozostała część malowideł z 1905 roku w prezbiterium to dzieło S.Rudzińskiego, S.Jasińskiego i B.Wiśniewskiego.
Ingres pierwszego biskupa kaliskiego Andrzeja Wołłowicza do kościoła św. Mikołaja Biskupa w Kaliszu odbył się 4 lipca 1819.
W 1973 roku z kościoła zaginął obraz Zdjęcie z krzyża, pochodzący z pracowni Petera Paula Rubensa, zakupiony w Antwerpii w 1620 i sprowadzony do Kalisza w 1621 przez posła królewskiego Piotra Żeromskiego. Według oficjalnej, wówczas przyjętej wersji, obraz spłonął podczas pożaru w nocy z 13 na 14 grudnia. Według innych źródeł pożar mógł zostać wzniecony dla zatarcia śladów kradzieży.
W katedrze pochowany jest m.in. Stanisław Kobierzycki.
W kościele ochrzczeni zostali m.in. Adam Asnyk i Mieczysław Smorawiński, a ślub wzięła Maria Konopnicka.
W 1992 kościół podniesiony przez Jana Pawła II do rangi katedry diecezji kaliskiej.
W 2016 w Niedzielę Miłosierdzia Bożego do katedry sprowadzono relikwie św.