W północno-zachodnim narożniku katedry znajduje się gotycka kaplica pw. Św. Trójcy. Kaplicę w latach 30. XV wieku wybudowano z inicjatywy królowej Zofii Holszańskiej, czwartej żony króla Władysława Jagiełły. Matka królów Władysława Warneńczyka i Kazimierza Jagiellończyka tutaj została pochowana. Kaplica była wielokrotnie przebudowywana. Polichromia autorstwa Włodzimierza Tetmajera przedstawia zaślubiny Zofii Holszańskiej z królem W. Jagiełłą oraz królową wdowę z synami. W kompozycji malarskiej kaplicy dostrzec można wybitne postaci świętych, królów, bohaterów narodowych i artystów zasłużonych dla kraju. Po prawej stronie kaplicy znajduje się pomnik Włodzimierza Potockiego, który jest dziełem Bertela Thorvaldsena.