Die Basilika del Pilar besitzt mehrere Kapellen von großem künstlerischen und historischen Wert.

Die erste Kapelle in der südöstlichen Ecke auf der rechten Seite, die man durch das untere Tor betritt, wurde von Erzbischof Tomás Crespo de Agüero in Auftrag gegeben und zeichnet sich durch ihren späten Bologneser Barockstil mit allegorischen Fresken und einem Altarbild mit dem Bildnis des Heiligen Johannes des Täufers aus, das Gregorio de Mesa zugeschrieben wird, sowie durch Gemälde von Pablo Félix Rabiella y Sánchez und möglicherweise Jerónimo Lorieri; sie beherbergt auch den beliebten andalusischen Barock-Christus del Pilar aus dem 17.

Die Kapelle Santa Ana beherbergt einen Altaraufsatz aus dem 19. Jahrhundert mit dem Bildnis der Santa Ana mit der Jungfrau und barocken Skulpturen sowie Tafeln aus der Renaissance und ein Grabdenkmal für General Manuel de Ena. Die Kapelle San José besitzt einen barocken Altaraufsatz aus dem 17. Jahrhundert mit klassizistischen Ergänzungen und Skulpturen, die José Ramírez de Arellano zugeschrieben werden, sowie Gemälde aus demselben Jahrhundert.

In der Hauptsakristei, die für die Öffentlichkeit nicht zugänglich ist, werden Gold- und Silberschmiedearbeiten aus dem 15. Jahrhundert, Wandteppiche, antike Möbel, Gemälde aus der Renaissance und dem Barock sowie andere wertvolle Gegenstände aufbewahrt. Die 1713 erbaute und 1755 dekorierte Kapelle San Antonio de Padua zeichnet sich durch einen Altaraufsatz aus Marmor und Jaspis mit mehrfarbigen Skulpturen und Fresken aus, die die Verherrlichung des Heiligen darstellen. Die Kapelle San Braulio im neobarocken Stil des 19. Jahrhunderts beherbergt das Bildnis des Heiligen zusammen mit bildlichen und skulpturalen Verzierungen.

Die Rosenkranzkapelle beherbergt einen herrschaftlichen Altaraufsatz aus der Zeit um 1601 mit bemerkenswerten Skulpturen und Tafeln aus der Renaissance und dem Manierismus sowie barocken Gemälden. Die Kapelle San Agustín, die auch als Parroquia del Pilar bekannt ist, beherbergt einen spätbarocken Altaraufsatz mit Skulpturen von Juan Ramírez de Mejandre und ein weniger qualitätsvolles Bildnis des Schutzpatrons. Die Kapelle San Pedro Arbués besitzt einen Altaraufsatz aus dem 19. Jahrhundert mit Stuckreliefs und dem Prozessionsbild des Cristo de la Expiración (Christus des Verfalls). Die Kapelle San Lorenzo besitzt barocke Fresken von Francisco del Plano und einen von Ventura Rodríguez entworfenen klassizistischen Altar mit akademischen Skulpturen.

Die Kapelle San Joaquín schließlich beherbergt ein vergoldetes klassizistisches Altarbild aus dem 18. Jahrhundert, eine Darstellung von San Joaquín mit der Jungfrau Maria und das Grabmal des Herzogs von Montemar, eines Helden der Feldzüge in Italien. Diese Kapellen vereinen Elemente des Barock, des Neoklassizismus und der Renaissance und beherbergen wichtige Kunstwerke und liturgische Funktionen innerhalb der Basilika.