Intactas, as pinturas que cobrem o teto até o altar, incluindo a cúpula e as paredes, trazidas da Itália e afixadas no local, são de autoria de Silvio Centofanti, Francisco Campanella e Ballerini. A maior delas, pintada por Ballerini, no teto, logo à entrada, mostra o martírio de São Sebastião; a base da cúpula retrata os quatro evangelistas; e a própria cúpula a "Glória do Céu", com oito anjos.