Il grande affresco del catino absidale, al centro del quale è rappresentato il Redentore benedicente, riproduce il ciclo con Storie della Vera Croce. Il riferimento, sebbene in forma ridotta, è la Legenda Aurea di Jacopo da Varazze (XIII sec.).
Tradizionalmente attribuito al Pinturicchio o al Perugino, dopo il restauro del 2000 viene ora riferito ad Antoniazzo Romano e Soci (fine XV sec.)
I due affreschi ai lati dell'abside, contornati da cornici di stucco dorate, sono di Corrado Giaquinto (1699-1765).
A destra: "Mosé fa scaturire le acque dalla rupe" (Nm. 20, 7-11)
A sinistra: "Il serpente di bronzo" (Nm. 21, 6-9)