Kościół posiada w części wyposażenie własne (ocalałe wśród zniszczeń i grabieży), a częściowo pochodzące z nieistniejących już bydgoskich kościołów, głównie z rozebranego w 1823 r. konwentualnego kościoła karmelitów.

Polichromowany ołtarz barokowy (ok. 1666 r, odnowiony w I. 1922-26). Retabulum z rzeźbami dwóch świętych biskupów po bokach (prawdopodobnie patronów kościoła: św. św. Marcina i Mikołaja), dwóch aniołów z kielichem i hostią w części środkowej, oraz dwóch aniołów w górnej kondygnacji i Gołębicą Ducha Świętego w zwieńczeniu. W centrum ołtarza, w złocistej ramie gotycko-renesansowy obraz „Bydgoskiej Madonny" - Matki Bożej Pięknej Miłości z Dzieciątkiem Jezus, trzymającej różę w dłoni, z postacią fundatora klęczącą u Jej stóp (szkoła flamandzka, dat. na 1. ćw. XVI w.). W górnej kondygnacji kolisty barokowy obraz Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny, z parą klęczących fundatorów i nie rozpoznanymi herbami (pocz. XVIII w.). Pod oknami, po obu stronach ołtarza - dwa barokowe świeczniki (XVIII/XIX w.)

Obraz Matki Bożej z Różą, zwany też Matki Boskiej Bydgoskiej, ufundowany przez Stanisława Kościeleckiego, pochodzi z 1 ćw. XVI w. i reprezentuje sztukę późnogotycką. Przedstawia Najświętszą Maryję Pannę stojącej, w pozycji z Dzieciątkiem Jezus na lewej ręce i pąsową różą w prawej, nieco wzniesionej ku górze dłoni. U stóp Madonny sierp księżyca rogami skierowany ku górze. W lewym dolnym narożniku, zmniejszona postać klęczącego mężczyzny - donatora we wzorzystym płaszczu, z modlitewnie złożonymi rękami wokół klęczącej postaci wijąca się szarfa z napisem: „Mater Dei memento mei" (Matko Boża stojącej, w pozycji pamiętaj o mnie)..

W zamknięciu nawy północnej barokowy ołtarz Matki Bożej
(2. poł. XVII w.) z rzeźbami dwóch zakonnic, dwóch aniołów z kartuszami na belkowaniu i popiersiem Boga Ojca w zwieńczeniu; w polu środkowym łaskami słynący obraz Matki Bożej z Dzieciątkiem (malowany na desce ok. 1700r, z kościoła karmelitów) w srebrnych, bogato trybowanych sukienkach; w górnej kondygnacji obraz Małej Świętej Rodziny - Ucieczka do Egiptu (XVII/XVIII w.) i figury dwóch świętych.

W zamknięciu nawy południowej, analogiczny drewniany, polichromowany ołtarz św. Józefa, z barokowymi obrazami w polu środkowym: obrazem św. Józefa z młodocianym Chrystusem (2. poł. w. XVII (pocz. XVIII w.), ze Świętą Rodziną na zasuwie (malowany na desce w pocz. XVII w., pochodzący z dawnej kaplicy św. Anny), w retabulum postaci św. Andrzeja i św. Piotra (2. poł. XVII w.); w nasadzie ołtarza obraz Zwiastowanie oraz rzeźby dwóch zakonników i anioła w zwieńczeniu.



 

W nawie północnej, przy północnej ścianie, późnobarokowy ołtarz św. Barbary (1. poł. XVIII w.) z obrazem św. Barbary w środku (2. poł. XVII w., pochodzenia włoskiego lub flamandzkiego, z kościoła karmelitów); w nasadzie ołtarza - obraz św. Wawrzyńca (XVIII w. - obecnie w renowacji); w retabulum postaci dwóch zakonnic.

W nawie południowej, na lewo od bocznego wejścia,
ołtarz św. Antoniego z Padwy (pocz. XVIII w.) z malowanym na blasze barokowym obrazem św. Antoniego z Dzieciątkiem (2. poł. XVI w., szkoła florencka), ze srebrną sukienką (1. poł. XVIII w.); w górnej kondygnacji obraz Opłakiwanie (pocz. XIX w.), a na niej tabernakulum relikwiarzowe (poł. XVII w., przekształcone).

Drewniany, polichromowany ołtarz barokowy (poł. XVII w., przekształcony w XIX w. i ok. 1920 r.) z rzeźbami: w polu środkowym renesansowy krucyfiks (1525 r.) na nowym tle, po bokach św.św. Grzegorz i Weronika; w nasadzie ołtarza płaskorzeźba Zmartwychwstanie. Mensa w kształcie sarkofagu z płaskorzeźbioną dekoracją akantowo-wstęgową (ok. 1730 r.), z tabernakulum (z tegoż okresu). W podziemiu - grobowce burmistrzów: Łochowskich i Orłowity.