El maestro de obras sigue siendo Gómez Díaz que vuelve a edificar y termina la torre.

[11]​ Durante los siglos siguientes tuvieron lugar una serie de obras destinadas fundamentalmente a amueblar y embellecer el templo.

Hubo un tiempo en que se la llamó Puerta nueva por ser la última en construirse, sin contar con la anteriormente descrita de los pies del templo.

Consiste en un sencillo arco rebajado y sin ornamentación que da entrada al falso crucero.

Hacia la derecha se encuentra el crucero principal, y en su parte baja la Puerta de los Reyes o de San Juan, muy decorada en estilo flamígero, aunque en parte degradada por la erosión al estar expuesta al lado norte del edificio.

En el mainel y sobre una pilastra está la estatua de san Juan Bautista, deteriorada, que da su segundo nombre a la puerta.

La parte más antigua de la catedral es la cabecera, que sigue los patrones del estilo Gótico clásico.

Por último y más a la izquierda se encuentra la pared exterior del claustro, animada por contrafuertes coronados por pináculos.

El estilo gótico se repite en todo el templo con variantes flamígeras, así como decoraciones renacentistas, platerescas y barrocas, estas últimas patentes en la gran cantidad de retablos, cuadros y tallas que encierran los muros de la seo.

Las naves están separadas por pilares fasciculados sobre los que descansan los arcos apuntados y las bóvedas de crucería, características del Gótico.

La Cripta de san Antolín es un espacio muy importante dentro del edificio, tanto por el valor histórico como por su arquitectura que representa la época visigoda y protorrománica.

Una vez restaurada, se atribuyó su autoría a Arnao de Flandes, en estilo renacentista con algunos recuerdos gotizantes.

La vidriera completa muestra a varios apóstoles y patriarcas bíblicos como prefiguración de Cristo, que aparece en el alveolo superior en una bellísima imagen.

A su lado hay una escultura de san Juan Bautista, en piedra policromada del siglo XVI.

Esta escultura, tallada en madera de nogal, dorada y policromada, fue realizada por Felipe Bigarny para ser colocada en al altar mayor.

La traza o diseño de este paño se atribuye a Diego de Siloé y se decora además con ocho esculturas en piedra policromada, representando a santos, reyes y fundadores, realizadas en torno al año 1500.

Una vez terminadas las grandes y necesarias obras, el Cabildo ideó un plan de mantenimiento que resultó bastante provechoso.

Se proyectaron además dos tramos irregulares a derecha e izquierda, que unen la girola con el falso crucero.

Años más tarde se hizo cargo del patronazgo Jerónimo de Fuentes, terminándose la obra en 1569.

El retablo de esta capilla es un trabajo renacentista, con la figura del san Pedro en la hornacina principal.

El interior del coro aparece casi totalmente ocupado por la sillería capitular, de madera vista y estilo gótico.

Sus registros son los siguientes:[27]​ Enganches o acoplamientos: I/Pedal; II/Pedal; II/I Unísono; Agudas II/I; Graves II/I; Pedal expresivo del II Manual; Trémolo; Transpositor.

[29]​ Se trata de una pintura mural del siglo XVI simulando arquitecturas renacentistas en el zócalo, y un amplio paisaje con celajes entre los que emergen ángeles con los símbolos de la Pasión, en torno a la cruz desnuda que preside la composición.

La capilla tiene forma rectangular, ventanal ojival, bóveda decorada y reja de hierro forjado, todo ello obra del siglo XVI.

Se compone de sotabanco, banco, cuerpo y ático, con tres calles verticales separadas por balaustres.

El retablo principal es una apreciable obra de la escuela palentina renacentista, profusamente dorado y policromado.

Tuvo las funciones de relicario y capilla para albergar el monumento del Jueves Santo.

Tras décadas cerrada al culto y a las visitas, una profunda restauración culminó en el año 2011 la recuperación de este espacio.

En el tímpano aparece una Virgen en majestad, más antigua que la propia portada, del siglo XIII.

Consta que trabajó también aquí Juan Gil de Hontañón en la primera década del siglo XVI.