Freski pokrywają całe ściany kaplicy, usytuowanej przy obejściu bazyliki. Ukazują one sceny związane ze św. Stanisławem (całościenne pola: Wskrzeszenie Piotrowina, Śmierć św. Stanisława), a także figury świętych i błogosławionych, głównie polskich; w podłuczach arkad grupy aniołów trzymających wstęgi litanii. Podpisy scen i postaci w języku polskim.

W 1899 r. Tadeusz Popiel wygrał konkurs, w którego warunkach było odbycie studiów nad malarstwem włoskiego renesansu. Popiel spędził zatem rok we Florencji, Rzymie i Wenecji; w Loreto pracował nad techniką fresku u boku wpływowego niemieckiego malarza religijnego Ludwiga Seitza. Ukończone w 1900 freski w Padwie - pierwsza większa praca kościelna Popiela, znanego dotąd z obrazów historycznych i panoram - zostały przyjęte entuzjastycznie; malarz otrzymał następnie wiele zamówień religijnych z Polski, także kilka we Włoszech (m.in. współdekorował kaplicę holenderską w San Antonio w Padwie). Mimo studiów nad wzorami włoskich fresków, malowidła reprezentują stylistykę realistycznego malarstwa historycznego II połowy XIX w., właściwą raczej obrazom olejnym, np. krakowskiego nauczyciela Popiela, Władysława Łuszczkiewicza. Konwencjonalny charakter dekoracji Popiela jest typowy dla sztuki religijnej wówczas w wielu krajach, zwłaszcza we Włoszech. Bliskie formalnym eksperymentom plastycznym w zakresie polichromii ściennych, pojawiającym się w tym czasie w szkole krakowskiej, wydają się jedynie pola z aniołami, a także zdradzające nalot secesji elementy ornamentalne.

W kaplicy znajduje się kilka epitafiów i tablic upamiętniających Polaków z różnych epok. Zespół ten oczekuje na zbadanie i opracowanie naukowe, a malowidła Popiela także pod kątem ich miejsca w ówczesnej religijnej sztuce europejskiej.

Od 2012 kaplica podlegała pracom konserwatorskim, ukończonym w 2018 r.