Nella navata centrale della Basilica, sulla controfacciata, si notano subito un Presepe di scuola di Filippo Lippi (per alcuni del Botticelli) e una Annunciazione di scuola fiorentina del XIV secolo. Percorrendo la navata destra troviamo tre dipinti di Giovan Battista Naldini (1572-77) con Storie di Cristo, e cinque monumenti funebri fra cui quelli del beato Giovanni da Salerno (1304), fondatore del convento, e della beata Villana Betti (1361), eseguito nel 1451 da Bernardo Rossellino. Segue la Cappella della Pura con il suo accesso al Cimitero di Plaona.

Percorso il transetto e superata la sacrestia, si scende lungo la navata sinistra, dove spiccano il pulpito eseguito su disegno del Brunelleschi e la grandiosa Trinità eseguita da Masaccio nel 1425-27, poco prima degli affreschi del Carmine. In una solenne architettura di prospettiva perfetta (forse disegnata dallo stesso Brunelleschi) dominano le gigantesche figure dal Padre e del Figlio sulla croce, uniti dalla colomba dello Spirito Santo. Più in basso la Vergine, San Giovanni e i due committenti dell'affresco, membri della famiglia Lenzi. Sotto l'affresco è dipinto un sarcofago con sopra uno scheletro e la scritta "Io fui già quel che voi siete e quel che son voi ancor sarete", allusiva alla caducità della vita.