La cappella presenta le pareti e la volta interamente affrescate. I soggetti della parete di destra, scanditi su due livelli sovrapposti e inquadrati da un apparato di cornici dipinte e di architetture illusionistiche, fanno riferimento ad altrettanti episodi del martirio di san Vincenzo di Saragoza: nella parta alta è illustrato il suo primo supplizio, ordinato dall'imperatore Diocleziano; nel riquadro inferiore è invece descritta la sua seconda condanna, corrispondente al martirio avvenuto tramite uncini di ferro. Sulla parete opposta, anch'esse disposte su due ordini distinti e inquadrate da un apparato di architetture illusionistiche, sono presentate le storie relative alla vita di san Vincenzo Ferrer: in alto il santo disputa animatamente con un predicatore eretico, mentre in basso avviene il miracolo della resurrezione di un bambino. La volta, nelle quattro vele di cui è composta, offre la visione di altrettanti angeli che recano i simboli del martirio (tra i quali sono particolarmente evidenti la graticola e la ruota), in riferimento alle scene sottostanti e in particolare alle storie di san Vincenzo martire. La pala d'altare raffigura, coerentemente con gli affreschi, la Madonna col Bambino e i santi Vincenzo Ferrer e Vincenzo martire.