Una de las joyas de la catedral y apenas valorada artísticamente, es la capilla del Sagrario. Fue la primitiva capilla mayor y su construcción se debió al obispo Sancho de Rojas (1406-1415), quien la mandaría levantar cuando ya era arzobispo de Toledo. Para tal empresa trabaja el arquitecto Isambart, un maestro nórdico que realiza un arco a modo de tirante y una falsa bóveda llena de arcos lobulados de magnífica labor ornamental. Los muros del interior se decoran con tracerías góticas y arcos conopiales. Erigida hacia 1420-1425, su importancia radica por ser una de las primeras construcciones tardogóticas de la Corona de Castilla.

La capilla está presidida por un retablo del Renacimiento, ejecutado entre 1529-1534 por los talleres de los escultores Juan Ortíz el Viejo y Juan de Valmaseda, presidida por una delicada Virgen gótica de hacia el año 1300.

En la parte superior izquierda, sobre un basamento, descansan los restos de la reina Urraca de Navarra (†1189), hija de Alfonso VII el Emperador (1126-1157), y mujer del rey navarro García Ramírez.