Dal 1727 nella cappella si conserva l’altare originario consacrato da S. Gregorio, col suo antico paliotto, ponendovi davanti quello tardo quattrocentesco. Sul finire del ‘400 la famiglia Bonsi fiorentina commissionò a Luigi Capponi il paliotto marmoreo dell’altare, spostato dal Baronio (nei primissimi anni del ‘600) a causa delle modifiche apportate alle dimensioni dell’altare stesso. Il paliotto, diviso in tre campi da eleganti paraste, raffigura la tradizione delle Trenta messe gregoriane. Nello spazio centrale: S. Gregorio nell’atto di celebrare la messa nel momento in cui gli appare Cristo, a ds. Il santo pontefice nella celebrazione del sacro rito in suffragio delle anime del purgatorio, a sn. S. Gregorio in preghiera ha la visione dell’anima liberata del monaco Giustino. Ai due estremi i SS. Sebastiano e Rocco adorati dal committente e dalla sua famiglia. L’episodio, risalente all’epoca di S. Gregorio, del monaco Giusto morto senza sacramenti nel monastero per aver violato il voto di povertà e poi accolto in purgatorio a seguito della celebrazione di 30 messe per 30 giorni consecutivi in suo suffragio, ebbe grande notorietà ed è all’origine di una pia tradizione romana di suffragi per i defunti tuttora viva presso gli altari privilegiati di S. Gregorio al Celio. Il monumento funebre dei fratelli Bonsi fu spostato nel portico, insieme a tutti gli altri,  all’inizio dei lavori, nel 1725.

L’opera è vicinissima per stile al rilievo con San Giovanni Evangelista e Papa Leone I nel Battistero Lateranense. La predella sopra l’altare raffigurante L’Arcangelo Michele, gli Apostoli e i SS. Antonio abate e Sebastiano, viene attribuita al pittore perugino Giovanni Battista Caporali. Il dipinto sulla parete di fondo riquadrato da una bella decorazione a stucco, raffigura San Gregorio Papa benedicente, opera del fiorentino Anastasio Fontebuoni, influenzato probabilmente dalla statua del Cordier e dall’affresco del Viviani nell’Oratorio del Triclinium, è databile al 1606/7. Attraverso una porticina a destra si entra nel piccolo ambiente denominato lettuccio di S. Gregorio risalente all’epoca del santo e trasformato in elegante celletta nel 1728. Sulla parete destra, protetto da una grata è il giaciglio di pietra dove, secondo la tradizione, il papa era solito riposare. Il dipinto secentesco che lo raffigura in tale giacitura si trova ora nel monastero. Nella cappella inoltre, la bellissima cattedra marmorea di età romana dove, secondo la tradizione, Gregorio sedeva per la recita delle omelie. Si può supporre che tale oggetto sia un riuso di provenienza delle vicine terme. Forse prima di questi restauri la cattedra era situata nella zona presbiteriale.