Sulla facciata interna, ai lati della porta maggiore, sono stati ricollocati, dopo una precedente rimozione, due affreschi di Paolo Uccello e Andrea del Castagno .

Il dipinto di Paolo Uccello del 1436 è la sua prima espressione in stile rinascimentale e con calcolato scorcio prospettico e prevalenza di color verde – imitante il bronzo- raffigura il condottiero inglese Giovanni Acuto (John Hawkwood); nell'altro, eseguito a finto marmo, Andrea del Castagno, celebrò nel 1456 e con gran forza espressiva, un altro uomo d'arme: Niccolò da Tolentino.
Sulla parte di sinistra, verso la cupola, è una suggestiva tavola dipinta nel 1465 da Domenico di Michelino con la raffigurazione di Dante con il libro della Divina Commedia da cui s'irradia luce su Firenze.