Delikatna dekoracja stiukowa o charakterze rokokowym głównie na łukach arkad otwartych do nawy.
Rzeźby na fasadzie oraz, będąca jednym z najbardziej charakterystycznych elementów wnętrza świątyni, ambona w kształcie dzioba łodzi, wyposażona w maszt z żaglem, sieci i kotwicę (tzw. ambona łodziowa), są dziełem Jana Jerzego Plerscha. Obraz Nawiedzenie w wielkim ołtarzu namalował Tadeusz Konicz. Srebrne plakiety na hebanowej nastawie ołtarza wykonali Mateusz Wallbaum i Herman Potthof.
W latach 1825–1826 na kościelnych organach grał Fryderyk Chopin, będąc uczniem Liceum Warszawskiego. Tu odbywały się niedzielne msze dla uczniów liceum, a kompozytorowi powierzono rolę organisty licejskiego. W 1909 stary instrument zastąpiono nowym, natomiast zachowano drewniany chór muzyczny.
W świątyni znajdują się pomniki Tadeusza Czackiego i Kazimierza Brodzińskiego, a także liczne epitafia (m.in. Bolesława Podczaszyńskiego, Henryka Marconiego, Juliana Bartoszewicza, Jana Ziei i Bronisława Bozowskiego). Przy wejściu znajduje się pomnik-epitafium ks. Jana Twardowskiego w formie klęcznika z wyrytym jego ostatnim wierszem, napisanym tuż przed śmiercią w szpitalu przy ul.