O santuário possui diversos altares laterais, cujos titulares são: Nossa Senhora Aparecida, Sagrado Coração de Jesus, São José e Santo Antônio. Ao lado esquerdo do presbitério encontra-se a Capela do Santíssimo Sacramento, e à direita o antigo Batistério (que abrigou, no passado, antiga exposição fotográfica histórica sobre o bairro). Nos fundos, encontra-se a sacristia, e na parte superior, antigo consistório paroquial, galerias com tribunas e o coro. Junto da entrada principal, temos, de um lado, a lojinha de artigos religiosos, e de outro, sob a torre, o velário. O piso, bastante antigo, é de azulejos hidráulicos. Sob a placa de mármore do piso da entrada do Santuário, onde está a porta principal, encontra-se um antigo degrau de pedra, imensamente desgastada pelo afluxo intenso de fiéis a essa igreja ao longo dos séculos.
Em 1982, o antigo Santuário começou a ruir, foi condenado à demolição, mas “salvo” e restaurado graças aos esforços da comunidade penhense (gentílico criado para identificar os moradores do bairro) e dos devotos de Nossa Senhora da Penha. Em 1967, foi reaberto ao público totalmente reformado.