le monument funéraire à Fénelon, œuvre de David d'Angers ;
neuf grandes grisailles en trompe l’œil du peintre anversois Martin-Joseph Geeraerts ;
les ossements des évêques et archevêques de Cambrai, retrouvés sous l'ancienne cathédrale et aujourd'hui conservés dans la crypte ;
l'icône de Notre-Dame de Grâce, qu'une ancienne tradition attribue à saint Luc. Rappelant le style des icônes de l'église orthodoxe, elle fut donnée à la cathédrale de Cambrai le 14 août 1451 par le chanoine Fursy de Bruille, archidiacre de Valenciennes, qui lui-même la tenait du cardinal Jean Allarmet de Brogny, à qui un patriarche de l'Église grecque l'avait remise au concile de Constance ;
les grandes orgues : l'instrument construit par la maison Pierre Schyven d'Ixelles en 1897 comprenait 2 408 tuyaux répartis en 38 jeux sur trois claviers et un pédalier. Avec la guerre de 1914-1918 une importante restauration fut entreprise par le facteur d'orgue Auguste Convers qui porta l'instrument actuel à 49 jeux (3 670 tuyaux). L'instrument fut inauguré le 9 juin 1936 par Joseph Bonnet. D'esthétique symphonique de transition, l'orgue de la cathédrale de Cambrai excelle dans le répertoire romantique et moderne. Le buffet d'orgue est l'œuvre d'Aimé-Joseph Carlier et date de la seconde moitié du XVIIIe siècle. Il fut assemblé par l'ébéniste lillois Buisine, sur les dessins de l'architecte diocésain Guidasci.