La cocathédrale abrite un trésor d'art religieux. Elle garde d'impressionnantes statues : saint Paul, saint Pierre, saint André, saint Matthieu, les Rois Mages, le Sacré-Cœur de Marie, la Passion du Christ, saint Charles Borromée, saint Joachim, saint Jean-Baptiste de La Salle, sainte Thérèse de l'Enfant-Jésus, l'Assomption de Marie, Eulalie Durocher, saint Thomas d'Aquin, saint Louis de Gonzague, Ange gardien, saint Joseph, sainte Marguerite d'Youville, les saints martyrs canadiens, sainte Marguerite Bourgeoys, saint Expédit, saint François d'Assise et des statues individuelles de chaque autre apôtre. Les vitraux de la cathédrale sont une hagiographie de la vie de saint Antoine.
André Achim a sculpté les fonts baptismaux en bois polychrome, ainsi que le buffet d'orgue et le claire-voie derrière le maître-autel. Louis-Amable Quévillon a réalisé le chandelier pascal. Raymond Beullac a sculpté le nef au XIX siècle. Paul Rollin a aidé à la fabrication des bans et des confessionaux. Les orgues de la cocathédrale furent fabriquées par Casavant Frères, encore très célèbres aujourd'hui pour leurs orgues du Bas-Canada. Thomas Carli et Yvette Filion ont également contribué à la sculpture de la cathédrale.
Le ministère culturel l'a reconnue comme monument patrimonial en 1984, adjouxtant sa plaque devant l'entrée. L'église avait un autel tombeau auparavant, et certains paroissiens ont protesté quand il a disparu. Son histoire a fait l'objet d'un savant ouvrage d'Hélène Charlebois-Dumais à l'occasion du centenaire de la fin de sa construction en 1987.