Prolonga el transepto románico por el lado meridional. De planta octogonal se asienta sobre la antigua sala capitular y reaprovecha parte de los muros medievales. Se construyó en los primeros años de la década de los años treinta del siglo XVIII. Diseñada con dos plantas de gran altura y cubierta con cúpula ochavada con linterna central, sobresalen de los espacios colindantes. En su cabecera dispone de un retablo con estructura de dosel o baldaquino sobre cuatro columnas que apoyan en altos plintos, se corona por un frontón curvo en el que se colocan las imágenes de la Fortaleza y la Justicia y se remata por tornapuntas curvos que confluyen en una plataforma para apoyo de una cruz. Esta estructura escenográfica sirve de pórtico al nicho donde está colocada la urna de plata con los restos de Santo Domingo, por encima de la cual se colocan tres coronas soportadas por angelotes.

Los muros se decoran con un conjunto de pinturas sobre lienzo, efectuadas por el mercedario Fray Gregorio Barambio, con grandes marcos dorados en los que se narran diversas escenas de la vida de Santo Domingo. En la capilla está instalada también una sillería efectuada a finales del siglo XX.