La cathédrale de Meaux présente peu de traces de son décor médiéval, à l'exception des portails sculptés et de quelques vitraux anciens (IM77000292) ; les peintures murales qui se trouvaient dans la chapelle axiale, dans la chapelle Saint-Fiacre et celle du Saint-Sacrement ont disparu au XIXe siècle.

A partir du milieu du XVIe siècle, les travaux menés dans la cathédrale, si l’on excepte les restaurations, ont essentiellement porté sur le décor intérieur. Celui-ci a en effet connu de nombreux réaménagements, que ce soit pour des raisons liturgiques ou pour suivre le goût du jour. Il fallut aussi parfois remédier aux outrages subis par l’édifice : à la suite du sac de la cathédrale par les protestants en 1562, le jubé et la clôture de chœur durent être entièrement refaits. Toutefois la plupart des interventions menées à l’intérieur de la cathédrale eurent pour simple cause la dévotion des chanoines et des évêques, qui eurent à cœur d’enrichir les chapelles de tableaux, lambris et grilles.

Au XVIIe siècle, plusieurs de ces commandes furent passées au peintre meldois Jean Senelle, également chargé d’orner la voûte de la chapelle épiscopale. Certains de ces tableaux ont disparu, mais la cathédrale conserve le monumental retable de saint Eloi, dont le chiffre rappelle la mémoire du donateur Guillaume Fremyn (IM77000275). Le tableau au centre du retable, peint par Senelle en 1649, représente les funérailles du saint évêque de Noyon, en présence de la reine Bathilde et de ses deux fils : discrète allusion à la période de régence dans laquelle le commanditaire avait joué un certain rôle (IM77000276). D'autres œuvres exécutées par Senelle pour la cathédrale sont aujourd’hui conservées au musée Bossuet tout proche, comme la "Cène" (IM77000353) et les panneaux consacrés à saint Martin (IM77000388).

La chapelle de la Vierge fit pour sa part l’objet d’un réaménagement complet sous l’égide de l’évêque Dominique de Ligny en 1661, qui la dota notamment d’un tableau de l’"Annonciation", puis à nouveau en 1756, à la demande de l'évêque de Fontenilles. Un grand retable fut alors mis en place, au sommet duquel se trouvait la châsse de saint Fiacre. La chapelle saint Jacques, sur le côté nord du déambulatoire, présentait quant à elle un tableau représentant "Saint Dominique" et un autre "Saint Jacques recevant un pèlerin", peints en 1625 par Thonnelier.

Mais c’est surtout le sanctuaire qui retint l’attention des évêques. Au XVIIIe siècle, le cardinal de Bissy entreprit le remodelage complet du chœur. L’ancien maître-autel et son retable en pierre de style classique furent remplacés par un nouvel autel en marbre vert, consacré en 1726 (IM77000270). L’autel "a retro" dédié à saint Blaise, qui occupait jusqu’ici le fond du sanctuaire et était orné d’un "Sépulcre" sculpté, disparut en même temps que les anciennes dalles funéraires des évêques, dès 1722. La clôture maçonnée du sanctuaire céda la place à sept grilles en serrurerie, posées en 1723 aux frais de l’évêque, du chapitre et grâce à un legs de Bossuet. Le jubé du XVIe siècle fut également remplacé par des grilles en fer forgé traditionnellement attribuées à Oppenord ; mais d’après un compte de 1732, l’auteur en serait plutôt un certain Robert, avec sans doute l’aide du serrurier meldois Decalogne pour la pose sur place. Ce jubé comportait deux autels dédiés à saint Faron et à saint Henri, patron du cardinal de Bissy ; ils étaient ornés d’un tableau peint l’un par Hallé, l’autre par Jean Restout. Deux candélabres furent enfin achetés pour le sanctuaire auprès d'un fournisseur parisien, Laittier, en 1774. De cet ensemble ne demeurent plus que le maître-autel et le caveau creusé sous le sanctuaire pour accueillir les restes des évêques, les autres éléments ayant disparu à la Révolution.

Le renouvellement du décor du sanctuaire fut complété par l’installation, au-dessus des stalles des chanoines, d’une série de cartons copiés sur la tenture des "Actes des apôtres" de Raphaël, offerts par Louis XV. Il en demeure un seul exemplaire : "L’Aveuglement d’Elymas", accroché dans la nef (IM77000290).

Après la Révolution, la cathédrale, dont le trésor avait été mis à mal par les saisies, bénéficia des efforts conjugués de la hiérarchie ecclésiastique et du ministère des Cultes pour effacer les traces de la tourmente. Les vases sacrés et les ornements liturgiques firent l’objet d’importantes commandes, en partie prises en charge par l’Etat : le plus bel ornement de la cathédrale s’inscrit en effet dans la politique de dons menée par Louis-Philippe entre 1837 et 1839 (IM77000356). Mais d’autres enrichissements du trésor furent le fait des évêques et peuvent refléter d’autres options politiques : le plateau à burettes offert à la cathédrale de Meaux par Mgr de Cosnac est ainsi identique à celui commandé par la duchesse de Berry en faveur de l’hospice de Rosny, où reposait le cœur de son mari assassiné - référence aux fidélités légitimistes du prélat (IM77000373).

Les travaux de restauration du XIXe siècle se sont également accompagnés d’un renouvellement du décor intérieur, avec notamment la pose de nouveaux vitraux dus à un atelier meldois, celui de la famille Plée, très actif dans la région jusque dans les années 1960, et l’installation à l’entrée du chœur de deux autels néogothiques en carton-pierre (aujourd’hui démontés, IM77000389). Les autels des chapelles rayonnantes furent également refaits en style néo-gothique ; l'un d'eux, en cuivre doré, exécuté par l'atelier Bachelet, est aujourd'hui déposé dans les combles du Vieux-Chapitre. La chapelle Saint-Jacques, au nord, reçut des ornements en carton-pierre par Romagnesi, financés par M. Dassy-Beaumarchais, avec un tableau de Guet, peintre meldois, représentant l'"Apparition de la Vierge à saint Jacques" (disparu).

Deux monuments furent érigés à la mémoire du plus illustre des évêques de Meaux, Bossuet, l'un en 1822 (IM77000263), l'autre en 1913 (IM77000264).

En outre, de nombreuses œuvres venues de diverses églises du diocèse furent peu à peu introduites dans la cathédrale de Meaux, comme le monument funéraire de Philippe Castille, originellement exécuté pour Chenoise (IM77000287), ou le tableau de l’Adoration des Mages, déposé par l’église de La Chapelle-Gauthier en 1863 (IM77000383).