I quattro grandi affreschi all'interno della chiesa e gli altri ornamenti pittorici delle pareti sono della metà del  '700. Alcuni studiosi li attribuiscono ai fratelli Melani di Pisa, altri al pittore di architetture Mattia Tarocchi. Pur non essendo di eccelsa fattura contribuiscono bene a creare un ambiente architettonico tipicamente barocco.

I soggetti degli affreschi  sono (entrando, da sinistra): la confessione di San Ranieri; l’Ultima Cena; il martirio dei Ss. Giacomo il Minore e San Filippo, apostoli; le tentazioni di Sant’Antonio. Sulle porte della sagrestia due ovali: Sant’Antonio Abate, di scuola tiepolesca e San Ranieri pellegrino con un angelo. L’Ultima Cena e le tentazioni di Sant’Antonio vennero commissionati dalle due Confraternite di laici che si ritrovavano nella  chiesa per le loro preghiere e riunioni: la confraternita di Sant' Antonio Abate e quella del Ss.mo Sacramento. Al di sotto degli affreschi, lungo tutta la loro superficie, sono presenti delle eleganti e sobrie spalliere settecentesche in legno di ciliegio.