L'interno richiama, per sobrietà, lo stile bolognese e quello romano.[3][4]
Nel presbiterio vi sono: al centro San Michele arcangelo con i santi Francesco e Agata di Giovan Gioseffo Dal Sole, a destra Sant'Ignazio in estasi di Guido Cagnacci e a sinistra un polittico di Jacobello di Bonomo[5], proveniente dalla distrutta chiesa di San Francesco[4] e databile al 1385 circa.[6]
All'altare del Santissimo Sacramento vi è un Adorazione dei pastori di Giovanni Battista Barbiani, mentre all'altare della presentazione di Gesù vi è una Presentazione di Gesù al tempio, opera di Gaetano Mancini.
Sant'Antonio Abate e Isidrio Agricola, posto sull'altare dedicato ai due santi, è opera del Centino, al secolo Giovan Francesco Nagli.
Nel secondo altare di sinistra si trova la tela Gesù bambino, san Giuseppe e san Eligio, opera di Guido Cagnacci.[1]
All'altare della Madonna Addolorata vi è una scultura in cartapesta, un Compianto di scuola romagnola risalente al primo quarto del XX secolo. La scultura proviene dal secondo altare della Cappella Zampeschi, ora sconsacrata. I tre altari della cappella furono distrutti dal crollo del tetto causato dai bombardamenti della seconda guerra mondiale.
L'organo, con cassa armonica in tardo rococò, è di Gaetano Callido.[1]
All'interno vi è una cappella in cui è conservato il corpo del beatoSimone Balacchi.
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