Il soffitto a botte è quasi interamente ornato da stucchi manieristici, che nel 1635 avrebbero dovuto essere dorati. Il riquadro centrale del soffitto raffigura la Carità; le altre virtù teologali, Fede e Speranza, sono poste entro nicchie poco profonde e sono realizzate ad altorilievo.

Le pitture dei riquadri della volta, eseguite nella prima metà del Seicento dal Cialdieri e successivamente restaurate da Alfonso Patanazzi, costituiscono un interessante ciclo pittorico la cui lettura inizia dal riquadro ottagonale posto al centro della volta e sopra l'altare maggiore, raffigurante il Sogno di San Giuseppe, sogno in cui l'Arcangelo Gabriele annuncia al Santo la nascita di Gesù; segue lo Sposalizio della Vergine, nel primo riquadro a sinistra, separato dalla Visitazione dalla nicchia con la statua di David, che è richiamato anche nel tondo mentre sta suonando l'arpa.

Nei grandi riquadri seguono l'Adorazione dei pastori e la Circoncisione, separati dalla statua di Abramo e dal tondo raffigurante il Sacrificio di Abramo.

A questo punto ci si sposta al centro della volta, nell'ottagono posto sopra l'organo, raffigurante la Presentazione al Tempio che è seguito sul lato destro del soffitto dallAdorazione dei Magi e dalla Statua di Giacobbe.

Racchiuso poi in una cornice ellittica, si trova un altro Sogno di San Giuseppe (l'angelo ordina al Santo di fuggire in Egitto con la propria famiglia, che è raffigurata in secondo piano, al fine di evitare la strage degli innocenti), cui fa seguito il Riposo nella fuga in Egitto posto sul lato destro della volta a botte dove, sempre in questo lato, vi sono gli altorilievi dei profeti Isaia e Abacuc.

Il Ritorno della Sacra Famiglia dall'Egitto è raffigurato entro una cornice ellittica e si trova oltre il riquadro ospitante la Carità. I riquadri sulla destra con Gesù tra i dottori del Tempio ed il Transito di San Giuseppe, con cui si conclude il ciclo pittorico, sono separati dall'altorilievo di Salomone e la scena del Giudizio di Salomone.