El Altar Mayor de la Catedral Metropolitana es de mármol blanco, con aplicaciones de piedras y adornos en bronce, construido en la Casa Mayer de Múnich en 1912. Está coronado por un pelícano, símbolo del amor de Cristo por su Iglesia. Delante del templete se encuentra el Cordero de Dios, símbolo de Jesucristo, en su entrega en la Cruz. En el retablo central se ubica la imagen de la Asunción de la Virgen con los brazos abiertos y acompañada de ángeles. A su derecha se ubica la imagen de Santa Rosa de Lima, patrona de América, y a la izquierda el Apóstol Santiago, patrono de la ciudad. Este conjunto es de origen francés, traído en 1865, de madera policromada y dorada. Junto al coro, en el pilar izquierdo, se encuentra un crucifijo de bronce, regalo del papa Pío IX. En el cielo abovedado se ubica una cúpula circular ornamentada y antecedida por dos vitrales de estilo renacentista. La técnica es de vidrio pintado y horneado, cuyos temas son: Cristo y los Apóstoles y Cristo y su Iglesia. También allí se ubican pinturas de ángeles y santos.

Entre los años 2005 y 2006 es remodelado junto con la cripta arzobispal, donde se encuentran sepultados los restos de los obispos y arzobispos de Santiago.