La iglesia de las Agustinas posee internamente una configuración de planta basilical con tres naves, pintados sus muros en tono damasco con áreas blancas y divididas por columnas acanaladas de imitación corintia que sostienen arcos de medio punto.
La parte superior de la nave central está realizada en una bóveda de cañón rebajada completamente adornada con escenas bíblicas, angelicales y de elementos decorativos arquitectónicos y simbólicos como discos, colgantes, festones y ornamentos florales. Curiosamente también se puede apreciar dentro de la ornamentación medallones decorativos en el cielo los cuales están ornamentados con el “ojo que todo lo ve” el cual simboliza al hombre en búsqueda de la divinidad en una jerarquía espiritual.
En las naves laterales , adinteladas, se encuentran altares con figuras y obras pictóricas que representan el culto de los feligreses, separadas por el recorrido de las imágenes del Vía Crucis de acuerdo a cada estación. La conformación de los altares es de ornamentación arquitectónica, enmarcado por columnas acanaladas de tipo corintias y rematadas por arcos de medio punto. Dependiendo del altar, el número de columnas aumenta y el remate cambia a un frontón circular entrecortado para rematar a mayor altura en un frontón triangular.
Los altares del deambulatorio no poseen información de la representación que se encuentra expuesta, solamente algunos se pueden inferir por su carga simbólica en la imaginería.
Mirando hacia el altar mayor, a mano izquierda se pueden observar los altares devocionales: San Alberto Hurtado (que a diferencia de los otros altares, no posee una construcción arquitectónica decorativa, sino que la figura escultórica está expuesta sencillamente sobre una cubierta marmolada. Esto se puede deber a que la figura ha sido expuesta menos tiempo que las anteriores); conjunto escultórico a Santa Mónica y San Agustín; tela dedicada a la Virgen del Carmen acompañada de San Juan de la Cruz y Santa Teresa; y el conjunto escultórico de la Crucifixión (se encuentran María, María Magdalena, Cristo crucificado y Dios, rematando el altar). Al frente se encuentran los altares a: Nuestra Señora de Fátima; y Nuestra Señora de la Merced. Todas expuestas en grandes altares de decoración arquitectónica imitando pórticos grecolatinos.
El Altar Mayor posee un templete en el cual se expone el Santísimo, los días viernes, sostenido por dos figuras escultóricas angelicales. El resto de los días de la semana se expone una tela dedicada al Sagrado Corazón de Jesús. El ábside está recorrido por figuras talladas rodeadas de simbología religiosa, inmersas en nichos rematados en arcos de medio punto. Todo este altar mayor está coronado por una media cúpula decorada con casetones que van decreciendo en tamaño conforme se acercan al centro.
El hermoso púlpito colonial del siglo XVIII en un estilo barroco bávaro está confeccionado en los talleres jesuitas de Calera de Tango. La terminación original era de dorado al fuego, pero para efectos de la restauración a la cual fue sometido, fue realizado con pintura dorada.
Por último, posee un órgano de la Casa Walker de 492 tubos, el cual se le suple de aire por un fuelle de palanca manual.
