Interior Entre 1690 y 1693 se recubre el interior gótico con decoración barroca al gusto de la época y se recubre la bóveda gótica por otra de las llamadas encamonadas o falsa bóveda; reforma atribuida a Juan Bautista Pérez Castiel. Aparte de la decoración churrigueresca del templo nos sorprenderá las pinturas al fresco diseñadas por Antonio Palomino y ejecutadas hacia 1700 por su discípulo Dionís Vidal (* Valencia ca.1670 † Tortosa después de 1719), quien recubrió las bóvedas góticas, arcos, pilares y muros con frescos con escenas de la vida de San Nicolás de Bari y de San Pedro Mártir, junto con alegorías de las Virtudes y otros personajes en arriesgados escorzos. En total cerca de 2.000 m2 de superficie pintada lo que la convierte en la Capilla Sixtina valenciana.
Las escenas de la nave central por su lado del evangelio nos hablan de la vida de San Pedro Mártir, mientras que por el lado de la epístola la vida narrada es la de San Nicolás de Bari, las escenas guardan relación con la posición de ambos santos en el Retablo Mayor. Así se representan escenas desde la niñez, pasando por la predicación y milagros en vida, hasta llegar a su muerte y los prodigios que ocurrieron cuando se veneraban sus restos mortales. Unas aberturas ficticias abiertas en el techo sugieren la vista del cielo. Cada tramo que forma la bóveda narra un episodio de las vidas de los santos. Al llegar al presbiterio confluyen ambos relatos en una gloria de ángeles, doctores de la iglesia y arquitecturas fingidas. Acompañan las escenas de la vida de los santos, una pléyade de imágenes alegóricas.
Sobre la puerta interior un tondo con la efigie de Alfonso de Borja y Cavanilles, papa Calixto III (Canals 1378 - Roma 1458) quien antes de ser papa entre 1455 y 1458, fue rector de esta iglesia parroquial. Alrededor del circulo una inscripción dice: "Callistvs III. Pont. Max. Alph. Borgia. Hvi. Eccl. rector". Siendo papa retuvo el título de rector y nombró para su administración ordinaria un vice-rector. Posteriormente se le concedieron a la Iglesia algunos privilegios, como el de formar un capítulo de clérigos con la facultad de elegir al vice-rector.
Las capillas laterales que encontramos en su interior comenzando por la cabecera son:
Capilla de San Dionisio, Capilla de San José de estilo neoclásico del siglo XVIII, Capilla de San Rafael Arcángel y del Beato Gaspar Bono barroca del siglo XVIII sobre otra anterior gótica del siglo XV. Capilla del Sagrado Corazón de Jesús. Capilla de San Antonio de Padua, Capilla del Bautismo, Capilla de San Vicente Ferrer En la hornacina central talla de vestir del santo dominico, obra del escultor Carmelo Vicent. En esta capilla fue enterrado el médico valenciano Jaume Roig junto con su esposa Isabel Pellicer. Capilla de la Inmaculada Capilla de estilo neoclásico siglo XVIII. Capilla de San Judas Tadeo Capilla de estilo neoclásico del siglo XVIII. Capilla de la Virgen de la Paz Capilla de estilo neoclásico siglo XVIII. Capilla de la Crucifixión o del Calvario Retablo formado por una imagen de bulto redondo de Cristo Crucificado (siglo XVI) sobre un fondo pictórico realizado por Joan de Joanes. Es el conocido como retablo de la Crucifixión. En el retablo solo está representada la cruz de madera por lo que la talla de Cristo viene a complementar el conjunto. Capilla MayorPreside el Altar Mayor un retablo barroco realizado en el siglo XVIII en madera dorada con una decoración desbordante. El dorado del retablo es de 1867. Las esculturas titulares son obras realizadas hacia 1940 por Francisco Teruel y Enrique Tamarit. En el presbiterio encontramos además del Retablo Mayor, dos retablos laterales formados por diversas tablas. Ambos realizados a expensas del gremio de pelaires ya que lucen y repiten sus emblemas en los frontales de los mismos.
La Capilla Mayor se ilumina por ventanales de arcos apuntados con vitrales policromados. Una ventana por cada uno de los lados del polígono. El púlpito situado volado en el lado del evangelio es obra del escultor Tomás Artigues del siglo XVIII.
Ver imagenLos frescos de la bóveda al igual que el resto de la pintura al fresco del templo es obra de Antonio Palomino y Dionís Vidal (ca.1670-ca.1719) realizadas hacia 1700. Vemos la Glorificación de San Pedro Mártir y San Nicolás de Bari en el centro de la bóveda. Alrededor del óvalo que forma la glorificación, distintos doctores de la iglesia: Santo Tomás de Aquino, San Agustín obispo de Hipona, San Gregorio Magno papa, San Ambrosio obispo de Milán, San Jerónimo y San Buenaventura. Una inscripción dividida por silabas a los pies de cada uno de los doctores dice en su conjunto: "Vos estis sal terrae. Vos estis lux mundi (Vosotros sois la sal de la tierra. Vosotros sois la luz del mundo).