La basilique del Pilar possède plusieurs chapelles d'une grande valeur artistique et historique.

Dans l'angle sud-est, la première chapelle à droite en entrant par la porte inférieure a été commandée par l'archevêque Tomás Crespo de Agüero et est remarquable pour son style baroque tardif bolonais avec des fresques allégoriques et un retable avec l'image de Saint Jean Baptiste attribué à Gregorio de Mesa, ainsi que des toiles de Pablo Félix Rabiella y Sánchez et peut-être Jerónimo Lorieri ; elle abrite également le populaire Cristo del Pilar (Christ du Pilar) du baroque andalou du XVIIe siècle.

La chapelle de Santa Ana conserve un retable du XIXe siècle avec l'image de Santa Ana avec la Vierge et des sculptures baroques, ainsi que des panneaux de la Renaissance et un monument funéraire du général Manuel de Ena. La chapelle de San José possède un retable baroque du XVIIe siècle avec des ajouts néoclassiques et des sculptures liées à José Ramírez de Arellano, ainsi que des toiles du même siècle.

La sacristie principale, fermée au public, abrite de l'orfèvrerie du XVe siècle, des tapisseries, des meubles anciens, des peintures de la Renaissance et du Baroque et d'autres objets de valeur. La chapelle de San Antonio de Padua, construite en 1713 et décorée en 1755, se distingue par son retable de marbre et de jaspe avec des sculptures polychromes et des fresques représentant la glorification du saint. La chapelle de San Braulio, de style néo-baroque du XIXe siècle, contient l'image du saint ainsi qu'une décoration picturale et sculpturale.

La chapelle du Rosaire abrite un retable herrerien datant d'environ 1601, avec de remarquables sculptures et des panneaux Renaissance et maniéristes, ainsi que des peintures baroques. La chapelle de San Agustín, également connue sous le nom de Parroquia del Pilar, possède un retable baroque tardif avec des sculptures de Juan Ramírez de Mejandre et une image de moindre qualité du saint patron. La chapelle de San Pedro Arbués possède un retable du XIXe siècle avec des reliefs en stuc et l'image processionnelle du Cristo de la Expiración (Christ de l'Expiration). La chapelle de San Lorenzo possède des fresques baroques de Francisco del Plano et un autel néoclassique conçu par Ventura Rodríguez avec des sculptures académiques.

Enfin, la chapelle de San Joaquín possède un retable classique doré du XVIIIe siècle, une image de San Joaquín avec la Vierge enfant et le tombeau du duc de Montemar, héros de campagnes militaires en Italie. Ces chapelles combinent des éléments baroques, néoclassiques et de la Renaissance, et abritent d'importantes œuvres artistiques et fonctions liturgiques au sein de la basilique.