Главною святынею собора является , к которой население прибегало и прибегает во время общественных бедствий. Св. Николай изображен в большом поясном размере; вверху же на иконе написана копия Калужской Казанской иконы Божией Матери, а по сторонам ее св. Сергий Радонежский и Пафнутий Боровский на правой стороне, а на левой св. Тихон и Лаврентий Калужские. По преданию, эта икона сооружена иждивением Калужского общества и стояла прежде среди торгово-промышленных заведений, находившихся на восточной стороне Калуги, «на посаде», точнее там, где были ранее кузницы, около Ильинской церкви. В собор она поступила после пожара, так как торгово-промышленные заведения были перенесены на другое место. И теперь при открытии торгово-промышленных заведений совершаются молебствия пред этой иконой. Другим чтимым образом храма является .
Над собором, во втором этаже, сооружена семинарская церковь во имя ап. Иоанна Богослова. Возникновением своим она обязана преосв. Феофилакту, который имел архиерейское помещение при Семинарии. В Кафедральном соборе, ввиду его ветхости, с 1799 г. службы не производилось, и он даже вышел из городового плана. Поэтому еп. Феофилакт предложил его разобрать, а материалы, равно как иконостас и прочую, для нового
Как память пребывания архиереев в Семинарии, в помещении VI класса по стенам развешаны их портреты. Семинария в Калуге появилась ранее образования Калужской епархии. В виде духовного училища она была открыта в 1775 г., когда Калуга входила еще в состав Московской епархии, и обязана своим возникновением митр. Платону. Семинария помещалась первоначально на Жировке в казенном доме. В 1776 г. она уже была в Лаврентьевском монастыре. На содержание Семинарии отпускалось только 300