Si accede al presbiterio attraverso un arco trionfale sormontato da due angeli che reggono lo stemma del Cardinale Gastaldi, attribuiti a Filippo Carcani, di cui abbiamo poche notizie: sembra che sia stato allievo di Ercole Ferrata (1610 – 1686), e che veniva chiamato Filippone. Il bianco catino absidale, tripartito, è decorato da festoni floreali.

La progettazione dell’altare maggiore fu affidata nel 1677 a Mattia De Rossi, che diede all’altare la forma di una edicola, incorniciata da quattro colonne di marmo verde imperiale e sovrastata da un timpano sul quale sono inginocchiati due angeli sempre realizzati da Filippo Carcani, che curò tutta la decorazione dell’altare.

Sulla trabeazione leggiamo in lettere dorate la scritta “ALTARE PRIVILEGIATUM PERPETUUM”. All’interno dell’edicola vediamo, in una cornice sorretta da angeli, ancora del Carcani, l’immagine della Vergine di Montesanto: la Madonna è rappresentata con la veste rossa e il manto azzurro, secondo la tradizione, e tiene appeso alla mano destra uno scapolare, indumento caro ai Carmelitani. Sul cartiglio è scritto “IN MONTE SACTO SUO CARMELO STETERUNT PEDES EIUS” (i suoi piedi poggiarono sul suo Santo Monte Carmelo). L'opera, creduta erronamente un dipinto su tavola prima del restauro del 2016, è in realtà un olio su tela realizzato nella prima metà del Seicento da Plautilla Bicci, pittrice, miniatrice, accademica di San Luca e prima donna architetto di cui si ha testimonianza storica.