La parete destra della navata è decorata da un affresco quattrocentesco entro una nicchia con Crocefissione con San Giovanni e la Maddalena, mentre sul lato opposto si trova una nicchia che contiene una statua lignea di San Sebastiano, titolare della chiesa, opera di Leonardo del Tasso policromata da Filippino Lippi. Le tavole con San Giovanni Evangelista e la Maddalena di Filippino Lippi un tempo ne decoravano i lati. La tela dell' Angelo custode è di Giovanni Bilivert (1626), autore anche della lunetta con Angelo reggicandela e teste di cherubini, commissionata da Pietro Bini (1626).

Nell'abside si trova un polittico composto da opere di vari autori ed epoche. L'ancona lignea, composta come la facciata di un tempio rinascimentale, con architrave e timpano retto da semicolonne scanalate, è opera di Baccio d'Agnolo e venne commissionata da Bernardo di Pietro Bini tra il 1520 e il 1525, come conferma un'iscrizione ormai poco leggibile sul chiusino tombale murato nel pavimento dell'oratorio. Al centro si trova la tavola della Madonna dell'Umiltà di Rossello di Jacopo Franchi, affiancata da un San Pietro Martire e un San Bernardo di Pier Francesco Foschi. Sotto si trovano la tavola della Pietà e la predella con i tre pannelli col Martirio di San Pietro da Verona, Annunciazione e Apparizione della Vergine a San Bernardo, opera del Maestro di Serumido, un pittore locale attivo soprattutto in Oltrarno. La Madonna dell'Umiltà fu trafugata nel 1931 e recuperata solo nel 1971 da Antonio Paolucci.

Il bassorilievo in stucco dorato e dipinto della Madonna col Bambino della bottega di Lorenzo Ghiberti faceva parte del corredo originale dell'oratorio (pareste sinistra), mentre il Crocifisso in legno dipinto è attribuito a Baccio da Montelupo. Completano il corredo artistico la collezione di argenti liturgici, dalle parrocchie di San Pier Gattolino e San Felice in Piazza, di manifattura fiorentina e toscana dei secoli XVII-XX.