Esta situada en la nave central, ocupando un tramo de la misma, adosada a su parte posterior se encuentra una pequeña sacristía que, junto con el entramado posterior del retablo, ocupa otro tramo de la nave, cierran esta Capilla Mayor tres rejas de hierro dorado realizadas en el siglo XVI; la del frente principal es obra del fraile Dominico Francisco de Salamanca, quien la incluyo en 1529. Se levanto en cuatro cuerpos de altura y cuatro calles en vertical rematándose con una cresteria; en el friso y en el remate se disponen de temas evangélicos. También de Fray Francisco de Salamanca son los púlpitos que flanquean el presbiterio; fueron terminados en 1532 y estaban realizados en hierro dorado, presentado el de la izquierda la iconografía de los Cuatro Evangelistas y el de la derecha cuatro escenas de la vida de San Pablo.

Las rejas laterales son de diseño similar a la principal. aunque fue el rejero Sancho Muñoz quien las comenzó en su taller 1518, y Diego de Huidobro y Juan Conillana quienes las terminaron en 1522.

Presidiendo el presbiterio se encuentra el solemne retablo Mayor, considerado como el mas grande de la cristiandad. Es obra que se realizo en sucesivas fases a lo largo de casi un siglo, comenzándose con trazas del escultor flamenco o alemán Pyeter Dancart, quien en 1482 consiguió un retablo de veinte metros de alto por dieciocho de ancho, con cuatro cuerpos de altura mas un banco, en horizontal y siete calles Dancart prosiguió su trabajo en el retablo 1488, año en que parece que falleció. A partir de 1497 figura al frente de la obra el maestro Marco, de origen flamenco, quien se ocupo de ella hasta 1505. De 1507 a 1508 se registra la intervención en el retablo del escultor Pedro Millan, quien el ultimo año citado es sustituido por Jorge Fernández Alemán, quien tuvo como colaborador a su hermano el pintor alejo Fernández, ocupándose ambos de la obra hasta 1529, año en que puede señalarse que concluyo la primera fase constructiva del retablo.

Una segunda fase comenzó en 1550, al decidirse el cabildo a añadir dos calles laterales formando ángulo recto con el frente principal.

En la realización de estos trabajos intervinieron Roque Balduque, Juan Bautista Vázquez el Viejo y Pedro de Heredia, completándose todo el conjunto en 1564.

El retablo posee un conjunto de cuarenta y cuatro relieves y mas de doscientas figuras de santos que se disponen en las pilastras que articulan el retablo. Sobre el amplio y volado dosel, configurado por casetones octogonales, se dispone una viga en cuyo centro figura una piedad flanqueada por un apostolado, obra de Jorge Fernández; corona todo el conjunto un monumental Calvario gótico del siglo XIV, que la Catedral había conservado y que el cabildo decidió que rematase todo el retablo. El crucifijo que preside el Calvario recibe tradicionalmente el nombre de Cristo del Millón, sin que se sepa justificadamente a que se debe este apelativo.

En el primer cuerpo del retablo figuran de derecha a izquierda, El abrazo de San Joaquin y Santa Ana, El Nacimiento de la Virgen, La Anunciación, El Nacimiento de Cristo, La matanza de los inocentes, La Circuncisión y La Adoración a los Reyes.

En el segundo cuerpo se incluyen La Presentación del Niño en el Templo, El Bautismo de Cristo, La Resurrección de Lázaro, La Asunción de la Virgen, La entrada de Cristo en Jerusalén, La Sagrada Cena y La Oración en el Huerto.

En el tercer cuerpo, El Prendimiento de Cristo, La Flagelación, La Coronación de Espinas, La Resurrección, Ecce Homo, Camino del Calvario y El Expolio.

En el cuarto cuerpo, El Entierro de Cristo, Las Marías en el Sepulcro, La Magdalena a los pies de Cristo Resucitado, La Ascensión, Bajada de Cristo al Limbo, La Cena de Emaus y La Venida del Espíritu Santo.

En los laterales del retablo y de abajo arriba se encuentran a la izquierda las representaciones de La Creación de Eva, donde falta la figura de esta ultima, sustraída del retablo, La Huida a Egipto, Cristo entre los Doctores, La Transfiguración y La Magdalena ungiendo los pies a Cristo. A la derecha figuran El Pecado original, El Juicio Final, La Multiplicación de los panes y de los peces, La Expulsión de los mercaderes del templo y La Conversión de San Pablo.

En los pilares que enmarcan todo el conjunto del retablo figuran ocho relieves con representación de los Reyes de Israel y Judá.

Importante es el tabernáculo de plata dorada que figura sobre el altar de esta Capilla Mayor, obra del platero Francisco de Alfaro, quien la concluyo en 1596. Del mismo Alfaro son los atriles de plata dispuestos en los laterales del altar.

Los muros exteriores de la Capilla Mayor están decorados con profusión de estatuas de Santos, Obispos y Reyes, dispuestas sobre mensulas y cobijadas sobre doseletes. Son obras realizadas entre 1517 y 1575, y en ellas trabajan sucesivamente Miguel Florentin, Juan Marin y Diego de Pesquera.