W latach 2012–2015 w katedrze przeprowadzono rozległe prace remontowe m.in. odnowiono ceglane elewacje i jego wnętrze z kaplicami oraz odrestaurowano portale, rzeźby, epitafia i organy. W podziemiach, po przebiciu przejść pomiędzy niektórymi kryptami, powstała specjalna trasa edukacyjna z elementami multimedialnymi.
Wnętrze Bazylika posiada surowe wnętrze ze sklepieniem gwiaździstym. W prezbiterium znajdują się ołtarz główny z obrazem MB Częstochowskiej oraz będące wotum Jana III Sobieskiego za zwycięstwo pod Wiedniem barokowe stalle z drewnianymi figurami świętych (spalonymi w czasie powstania warszawskiego, zrekonstruowanymi na podstawie projektu Marii Zachwatowicz i Józefa Zencikiewicza w latach 1963-1973) i wiszącymi nad nimi gankami dla orkiestry ozdobionymi rzeźbionymi herbami. Na uwagę zasługują m.in.: renesansowy nagrobek dwóch ostatnich książąt mazowieckich, Stanisława i Janusza III. Płytę nagrobną z czerwonego marmuru chęcińskiego wykonał w latach 1526–1528 najprawdopodobniej Bernardinus de Gianottis. Był to pierwszy renesansowy nagrobek na Mazowszu Barokowa Kaplica Cudownego Pana Jezusa (Baryczków) wzniesiona w latach 1708–1719 na miejscu dawnego skarbca kościelnego dla otoczonego kultem przez mieszkańców gotyckiego krucyfiksu z naturalnymi włosami z początku XVI wieku.