W przeciwieństwie do jeszcze nie dawno nieco przysadzistej bryły wnętrze zaskakuje niezwykłą strzelistością o niemal gotyckiej ekspresji. Nawa główna ma 10 m szerokości i aż 20 m wysokości. Boczne mają jeszcze bardziej wysmuklone proporcje. Wertykalny charakter wnętrza wzmaga wąskość filarów z wyciągniętymi ponad wszelkie klasycystyczne miary pilastrami oraz głębszy wykrój arkad. Gotyckość wnętrz z niepowtarzalną perspektywą naw kolegiackich, na wysokości oczu ustępuje wrażeniu rozległości, obliczonej na pomieszczenie 3 tys. osób Kolegiaty. Szlachetne, proste rytmy obu ciągów arkad nawy głównej spina arkada prowadząca do prezbiterium. Widnieje nad nią inskrypcja łacińska - Pani Moja Bogurodzica Dziewica jest wzięta do nieba. Wg legendy słowa te miał wypowiedzieć św. Tomasz, który uwierzył we Wniebowzięcie NMP dopiero wtedy gdy otrzymał z nieba pasek od jej sukni.
Ogromną rolę odgrywa umiejętnie wykorzystane przez architekta światło i sugestywnie oddziaływująca na widza gra światłocieni. Pod wpływem pór dnia, płynące z okien światło nadaje życia architekturze, zmienia ją, podkreśla bądź łagodzi jej geometrię i plastykę. Intensywnie oświetlone prawie niewidocznymi oknami lekkie, jasne sklepienie kontrastuje z łagodnie rozproszonym światłem najniższej, "ludzkiej" strefy kościoła, doświetlanej po przez nawy boczne blaskiem płynącym z okien w kaplicach. Również nawa główna i niskie prezbiterium przeciwstawione zostały kontrastem światła, które szczególnie efektownie się rozkłada wczesnym ranem, w porze, powiązanego z głównym wezwaniem kościoła, nabożeństwa rezurekcyjnego.
Ozdobą nawy głównej jest wsparte na korynckich pilastrach wspaniałe kamieniarskie belkowanie. Tworzy je wydatny gzyms z wywodzącymi się z najdoskonalszych starożytnych wzorów wspornikami oraz blisko 150 rozet, poniżej 8 klasycznych ornamentów ciągłych oraz odcinki płaskorzeźbionych fryzów. Ich faliste wicie roślinne skomponowane są symetrycznie z pękami egzotycznych owoców i kwiatów, spięte środkiem zagadkowymi maskami starca, królowej, demona, groteskową podwójną twarzą, syreną o rozszczepionym ogonie, hybrydycznymi stworami, stylizowaną mandragorą.
Dekoracje sklepień uformowane zostały z dwu rodzajów listew sztukatorskich. Dziełem Moranda jest regularna siatka kwadratów i prostokątów połączonych ćwierćkolami nad prezbiterium (układ taki sto lat wcześniej pojawił się w jednym z weneckich kościołów. Pogrubiona ornamentem stiukowa listwa wróciła w 1620-30 na sklepienie naw i kaplic, będąc zapewne dziełem Jana Jaroszewicza lub Jana Wolffa. Utworzona na sklepieniach osnowowo-szczeblowa i częściowo promienista siatka z nanizanymi figurami geometrycznymi i drobnymi plakietami stanowi jeden z najwcześniejszych przykładów niezwykle popularnej w XVII-wiecznej architekturze polskiej tzw. dekoracji lubelskiej.
Okna kolegiaty nie miały witraży, tylko kolorowe szyby w barwach szafirowych i pomarańczowych, w dni słoneczne rzucających światło na modlących się wiernych. Witraż był tylko w kaplicy Zamoyskich w owalnym okienku i przedstawiał herb Ordynata.
Centralną cześć świątyni stanowi PREZBITERIUM (Katedralne prezbiterium). Nad przyległą zakrystią znajdował się skarbiec kolegiacki. W nawach bocznych znajdują się KAPLICE (Katedralne kaplice). Aktualnie w Katedrze czynnych jest 8 z 10 pierwotnie istniejących kaplic, najwspanialsza z nich, wyodrębniona architektonicznie to kaplica ordynacka, Pozostałe to - po STRONIE PŁD. II-ga p.w. Matki Boskiej Różańcowej, III-cia Infułacka p.w. św. Mikołaja, IV-ta Relikwii p.w. Marii Magdaleny, V-ta (dawna) p.w. Trójcy Świętej - była tu m.in. biblioteka kolegiacka i salka katechetyczna, po STRONIE PŁN., I-sza (dawna) p.w. św. Krzyża (ob. zakrystia), II-ga p.w. Matki Boskiej Łaskawej, III-cia p.w. Chrystusa Ukrzyżowanego, IV-ta p.w. Zwiastowania Najśw. Maryi Panny, V-ta Akademicka p.w. św. Jana Kantego.
Chór muzyczny
(Katedralny chór muzyczny) wg projektu B. Moranda o niespotykanym w Polsce rozwiązaniem konstrukcyjnym. powstał w 1601. Jego kamienne schody w 1825 zastąpiono kręconymi schodkami żeliwnymi.
Pierwotnie na chórze grała kapela kolegiacka. Organy pochodzą z 1895, ufundował je Maurycy Zamoyski, Jan Śliwiński ze Lwowa. Zdobi je muzykujący na harfie król Dawid. Poprzednie sprawiła Kolegiacie w 1696 ordynatowa Anna Zamoyska. 
Podobnie, Kolegiata posiada kolejną już, trzecią ambonę. Pierwsza z 1620 hebanowa ze srebrną inkrustacją, staroświeckiej struktury, rżnięta i wyzłacana z alabastrowymi figurami 4 doktorów Kościoła proj. J. Jaroszewicza (?) była wybitnym dziełem "baroku wazowskiego" (figury później w kaplicy Trójcy św.). W 1824 zastąpiła ją prosta, okrągła kazalnica prawie pozbawiona ozdób, a z końcem XIX w. dzisiejsza, zwieńczona postacią Chrystusa Nauczającego. Na jednym z filarów znajduje się tablica poświęcona "1000-leciu Chrztu Polski", d. epitafium A. Łojewskiego.
W kruchcie bocznej zachowała się barokowa kropielnica z czarnego marmuru, przeniesiona ze skasowanego klasztoru w Radecznicy. Pierwotna posadzka z kamienia prostego w 1727 potrzebowała wielkiej restauracji. W przejściu z nawy głównej do bocznej znajduje się zejście do krypt katedralnych z grobami ordynatów. Uwagę zwracają liczne epitafia katedralne.
KATEDRA - DZIEJE
KATEDRA - ZABYTKOWA ARCHITEKTURA
KATEDRA - CMENTARZ PRZYKATEDRALNY


 * Z pamiętnika więźnia twierdzy Szymona Tokarzewskiego (1839) - W zakrystii wisiał ogromny krucyfiks a przez czerwone szyby wpływały takie refleksa i blaski, że postać Chrystusa zadawała się jakoby we krwi skąpana.