La volta absidale è decorata da affreschi cinquecenteschi attribuiti a Girolamo Genga.
Sulle quattro vele sono rappresentati gli Evangelisti con i relativi simboli: San Marco con il leone, San Luca con il bue, San Matteo ispirato dall’angelo, San Giovanni con l’aquila.
La bifora di fondo, riaperta nel 1906, diede impulso alla grande stagione di restauri conclusasi nel 1926. La vetrata è opera di Francesco Mossmeyer che la realizzò nel 1912 con le figure delle due Sante mercatellesi: Veronica e Margherita. Solo successivamente queste vennero spostate nelle monofore ai lati dell’arco trionfale e sostituite dai Santi Francesco ed Antonio.
In alto, al centro della bifora, è un piccolo rosoncino in arenaria che è stato modello per quello di facciata.