Kaplica Wazów to mauzoleum rodowe królewskiej rodziny, wzniesione przez Zygmunta III. Znajduje się w południowej części nawy. Kwadratowa, barokowa kaplica zwieńczona jest kopułą. Ma bogato zdobione wnętrze, w którym można zobaczyć dekoracje stiukowe i rzeźbiarskie oraz obrazy i dekoracje malarskie ścian przedstawiające sceny z życia Chrystusa.
Kaplica Wazów została wzniesiona w miejscu romańskiej XIII wiecznej kaplicy prandocińskiej, w której najprawdopodobniej znajdował się pierwszy grób biskupa Stanisława ze Szczepanowa. Ufundował ją Zygmunt III Waza po śmierci żony Anny Austriaczki. Przeznaczył też pieniądze na jej utrzymanie i odprawianie codziennych mszy w intencji fundatora.
Kaplica Wazów jest zewnętrznie kopią Kaplicy Zygmuntowskiej. Pod jej posadzką znajduje się krypta, w której spoczywają przedstawiciele dynastii Wazów. Jest to kwadratowa budowla z kopułą umieszczoną na bębnie. Oświetlenie zapewniają okrągłe okna w bębnie oraz znajdująca się na szczycie latarnia. Wnętrze kaplicy jest bogato zdobione. Wykonano je z marmuru, w którym wyryte zostały epitafia członków królewskiej dynastii. Wykorzystano także dekoracje stiukowe, które znajdują się zarówno na ścianach, jak i we wnętrzu kopuły. Zdobią ją ponadto barokowe malowidła przedstawiające sceny z życia Matki Bożej. Na zachodniej ścianie kaplicy można zobaczyć wykonany z ciemnego drewna wczesnobarokowy ołtarz.
Atrakcje wewnątrz
