La iglesia conserva en su interior sus 14 altares laterales de estilos barroco y neoclásico: Retablo de Jesús Nazareno y San Benito de Palermo, barrocos del siglo XVII, Retablos de San Diego de Alcalá, el grupo escultórico del tránsito de San José, del Siglo XVII, Nuestra Señora de la Luz, del Siglo XVII,  y la Virgen de Chapi, rococó del siglo XVIII, Retablo Mayor, de Matías Maestro, neoclásico del año 1805, Retablos de la Virgen del Pilar, Santa Isabel de Hungría, Nuestra Señora del Carmen, Corazón de Jesús, San Francisco Solano, imagen del Siglo XVII, San Francisco Penitente, escuela Quiteña atribuido a Caspicara Siglo XVIII, San Francisco de Asís alado del Siglo XVII, San Antonio de Padua, Ntra. Sra. de la Purísima Concepción de Francisco de Ocampo del Siglo XVII, Nuestra Señora de Aránzazu, la Virgen Dolorosa y Nuestra Señora de la Candelaria, neoclásicos del siglo XIX, Retablo de San Judas Tadeo, neoclásico del siglo XIX, enchapado en plata el Siglo XX, Retablo del Sagrado Corazón de Jesús, mesa del altar tallado en mármol, Púlpito e inspiratorio, neoclásicos Siglo XIX.

La Cajonería de la Sacristía, tallado y laminado en pan de oro, barroco del siglo XVII, y la sillería del coro, tallada en cedro de Nicaragua, barroco de la segunda mitad del siglo XVII, los mejores retablos barrocos y neoclásicos, como el de la Dolorosa, de Baltasar Gavilán, y un Cristo crucificado, atribuido a  Roque de Balduque del Siglo XVI; oleos de santos católicos de la escuela limeña del siglo XVII; así como pinturas de la escuela cusqueña, y dos pinturas en forma de medallón, que representan pasajes de la vida de Francisco Solano, hechas con motivo de celebrar su canonización. Entre las devociones de provincia que se hallan en el interior de este limeñísimo templo, tenemos la de Nuestra Señora de Chapi y desde hace pocos años la Santísima Cruz de Motupe, así también la devoción ayacuchana se hace presente en la réplica de Jesús Nazareno de Huamanga.

En su interior podemos admirar:  El Claustro;  que perdió parte de su extensión debido a la construcción de la Avenida Abancay, presenta amplios patios rodeados de galerías en forma de arcos de medio punto, once por lado, todas ellas sostenidas por pilastras. Las paredes están decoradas con azulejos sevillanos en el zócalo, que según la tradición fueron fabricados por un esclavo que se asilo en el Convento, datan de 1620. Cuenta con una colección de 39 lienzos hechos en 1671 que representan escenas de la vida de San Francisco de Asís; también destaca una gran cúpula mudéjar de cedro de Nicaragua en su escalera principal;

La biblioteca, con más de 25 mil volúmenes, entre ellos varios incunables; hermosa fachada de la Sacristía, finamente tallada en madera dorada por Lucas Meléndez en el Siglo XVII en el más puro estilo barroco limeño; el refectorio, donde se podrá apreciar un lienzo de la ultima cena; la Sala de Profundis, donde encontrara doce lienzos de la escuela del maestro francés Rubens que representan la Pasión de Cristo, un pequeño retablo con una imagen del Crucificado de marfil, el Lavabo con hermosa pila de mármol.

Las Criptas de San Francisco, llamadas catacumbas, como su símil romano, conservan los restos de  80 mil cuerpos. Estas bóvedas subterráneas fueron el primer cementerio de Lima. Durante el recorrido se pueden observar miles de cráneos y huesos, así como un perturbador osario.
El Santuario de Ntra. Sra. de la Soledad, de estilo barroco - rococó – neoclásico y cuya fecha de fundación data de 1604, conserva valiosísimos retablos como el Retablo Mayor de Matías Maestro 1815,  Retablos del crucero, Jesús Nazareno y del Calvario, neoclásicos del siglo XIX, Retablo de Ntra. Sra. del Carmen, neoclásico, siglo XIX, Retablo de San José, neogótico siglo XX, la Cajonería de la Sacristía, rococó del siglo XVIII. En su interior podemos admirar la imagen de Nuestra Señora de la Soledad, titular del templo y la dolorosa más antigua de Lima, siglo XVI, el Jesús del Santo Entierro, de Pedro Noguera, año 1619, un hermoso Púlpito, siglo XIX, Lienzos de la procesión del Viernes Santo, siglo XVII, un Relieve de la Adoración de los Reyes, siglo XVI, la Sagrada Familia de la Doble Trinidad, fines del siglo XVI, Virgen Dolorosa, escuela quiteña siglo XVII.

Los terrenos en los que hoy se encuentra el templo, fueron adquiridos por la Cofradía de la misma advocación a la Comunidad Franciscana para construir una Capilla y entronizar el culto a la Virgen Santísima en su Soledad, en aquel entonces el pago se efectuó con la construcción de dos claustros, el 21 de noviembre de 1604 se estrenó la Capilla de Ntra. Sra. de la Soledad, la planta de este primer templo debió ser sin dudas gótico-isabelina. En 1674 se estrenó el nuevo templo de la Soledad, con diseño de Constantino de Vasconcellos. La iglesia de la Soledad es una hermosa construcción barroca, con almohadillados en su fachada y torres que forman unidad arquitectónica con el Convento de San Francisco. Su interior es uno de los más logrados del neoclásico, su altar mayor es como composición, el más notable del estilo impuesto por Matías Maestro. Preside el camarín principal la imagen titular de Nuestra Señora de la Soledad, imagen muy devota en la Ciudad desde el siglo XVI, hoy sale en procesión la tarde del sábado Santo.

La fachada fue modificada en 1815, colocándole un templete con columnas toscanas, ánforas y el dosel sobre la hornacina principal, así mismo la coronación fue cambiada por un tímpano muy del gusto decimonónico. Notable es la cajonería de la Sacristía, que reproduce en menor escala, la que se encuentra en la Basílica de la Merced, de estilo rococó siglo XVIII, para el estreno de la actual iglesia, el Padre Fray Luis Cervela trajo mármol de berenguela para la escalera del presbiterio, cuyas gradas son siete, aludiendo a los dolores de la Virgen Santísima. En su interior se venera desde su fundación la imagen titular de Nuestra Excelsa Madre y Señora de la Soledad, Jesús del Santo Entierro, San Juan Evangelista, Santa Lucía, una hermosa escultura de tamaño académico de la Virgen de los Dolores, conocida popularmente por el apelativo de "la llorona", dado el intenso verismo de la imagen; Ntra. Sra. de Lourdes Patrona de la Universidad Nacional Federico Villarreal.

En la esquina opuesta y formando un ángulo en perfecta armonía con la Iglesia San Francisco se encuentra La Capilla de Nuestra Señora del Milagro, cuya fecha de fundación es del  siglo XVI – 1550. Antiguamente llamada "Capilla de la Sangre", es el primer templo franciscano que levantaron los frailes, luego de su traslado a este lugar en el siglo XVI, en este lugar colocaron la imagen de Ntra. Sra. de la Limpia Concepción, imagen misionera que acompañaba a los frailes en sus misiones por el Perú. El 27 de Noviembre de 1630, luego de un terremoto ocurrido en Lima, la sacratísima imagen de la Virgen de la Limpia Concepción realizó el prodigio de voltear hacia el altar mayor, mirando al Santísimo Sacramento, ello movilizó a la Ciudad y al mismo tiempo cambió su advocación a la de "Nuestra Señora del Milagro". En 1674 el templo hubo de ser reconstruido y convertido en hermoso estilo barroco, obra de Constantino de Vasconcellos.

El 13 de enero de 1835 el templo pereció irremediablemente en un incendio, acabando con innumerables joyas, exvotos, lámparas, azulejos y exquisitos avalorios de la Virgen del Milagro de Lima (imagen que milagrosamente fue salvada de las llamas). Francisco de Sales Arrieta emprendió inmediatamente la reconstrucción de la histórica capilla. Es notable el conjunto de retablos neoclásicos formando una hermosa unidad decorativa. El retablo mayor es un hermoso templete y en su camarín principal se encuentra la hermosa imagen de Nuestra Señora del Milagro de Lima, siglo XVI, que posee devoción y notable concurso de fieles asiste a su fiesta el 27 de Noviembre.