Bên trong nhà thờ được chia làm 3 gian dọc. Giữa gian chính và hầm mộ là một tường góc lan can (parapet) bằng cẩm thạch, với bức tranh mô tả Cuộc thương khó của Giêsu do nghệ sĩ Anselmo da Campione vẽ và bức tranh Bữa ăn tối cuối cùng. Tòa giảng do Arrigo da Campione làm, trang trí bằng các tượng đất nung. Thánh giá bằng gỗ từ thế kỷ 14 của nhà thờ cũng nổi tiếng.

Nhà thờ chính tòa Modenna cũng có 2 tranh vẽ cảnh Chúa Giêsu giáng sinh do 2 nghệ sĩ lớn của thành phố Modena: một do Antonio Begarelli vẽ năm 1527, và một ở gian hầm mộ do nhà điêu khắc Guido Mazzoni làm năm 1480.

Tháp Torre Cívica thuộc nhà thờ chính tòa Modena, cũng là 1 di sản thế giới.

Gần đây, tang lễ của ca sĩ giọng nam cao nổi tiếng Luciano Pavarotti, sinh tại Modena đã được cử hành trong nhà thờ này.