Das Innere des Gebäudes ist sehr repräsentativ für die letzte gotische Grafschaft Das Schiff hat 3 Joche und 6 Kapellen auf beiden Seiten verteilt.
Seit 1948 hat die Kirche den Rang einer Basilika aufgrund der Anwesenheit einer kleinen wundersamen Statuette der Jungfrau Maria (genannt Notre-Dame de Gray) und des Herzens von Saint Pierre Fourier an ihren Wänden.