Wewnątrz strop płaski z fasetą. Na ścianach nawy, prezbiterium i stropu polichromia iluzjonistyczna, architektoniczno-figuralna. Na stropie wielopostaciowe sceny: w nawie przedstawienie Trójcy Świętej, w prezbiterium Matka Boska Niepokalanie Poczęta wśród aniołów. Ściany podzielone malowanymi pilastrami o kompozytowych kapitelach wypełniają postaci świętych: w prezbiterium czterej ewangeliści, w nawie po stronie południowej św. Katarzyna, patronka kościoła. Na zachodniej ścianie nad wejściem głównym chór muzyczny wsparty na dwóch wielobocznych filarach z ozdobioną malarską dekoracją (muzykujące aniołki) balustradą.
Wyposażenie wnętrza charakterystyczne dla późnego baroku i rokoka pochodzi z końca XVIII wieku. Najcenniejsze z nich to: drewniany, architektoniczny ołtarz główny z rzeźbą Chrystusa na krzyżu z XVII wieku i w zwieńczeniu obrazem św. Katarzyny w metalowych sukienkach; dwa ołtarze boczne w narożach ściany tęczowej, z obrazami Chrystusa Miłosiernego po prawej stronie i Świętej Rodziny po stronie lewej; polichromowana drewniana chrzcielnica z XVII wieku, pochodząca z dawnego kościoła; drewniana wieloboczna ambona z malowanymi wizerunkami czterech Ewangelistów; rzeźbiona Grupa Ukrzyżowania na belce tęczowej;