Die Kathedralbasilika von Tarnów war schon immer ein Ort der besonderen Verehrung der Muttergottes. Ihr Patrozinium – die Geburt der Heiligen Jungfrau Maria sowie die 1514 angebaute Kapelle Unserer Lieben Frau vom Skapulier weisen darauf hin, dass dies schon immer ein Ort besonderer Verehrung für die Jungfrau Maria war. In der heutigen Zeit besonders verehrt wird eine barocke Figur der Schmerzensmutter, die für ihre Gnaden berühmt ist. Sie ist aus Holz, 1 m hoch, farblich gefasst und vergoldet. Es zeigt die Muttergottes im ikonografischen Typus der Pietà, bei dem der tote Körper Jesu vom Schoß Marias zu ihren Füßen gleitet. Maria hält ihren Sohn mit der rechten Hand an der Schulter, während sie mit der linken Hand den Arm Christi leicht anhebt. Dabei fällt sie vor Kummer in Ohnmacht und hebt den Blick zum Himmel, während eine traurige Klage von ihren leicht geöffneten Lippen zu kommen scheint. Beim Betrachten der Skulptur erkennt man, dass ihr Autor die menschliche Anatomie sehr gut kannte, die Bewegung meisterhaft einfing und das Innenleben der Figur gekonnt zum Ausdruck brachte. An der Pietà lässt sich sowohl die Ruhe ablesen – diesen Eindruck vermittelt die Harmonie der auf dem Prinzip des gleichschenkligen Dreiecks beruhenden Komposition – als auch die Dramatik des Augenblicks, die sich in der feinen, scheinbar nervösen Drapierung des Gewandes in der Skulptur der Maria ausdrückt. Aufgrund der Analyse des Holzes, der Vergoldung und der Farbpigmente wurde die Figur auf das 17. Jh. datiert, es ist allerdings nicht bekannt, wer ihr Schöpfer und Stifter war oder wann sie in die Kathedrale gebracht wurde. Kunsthistoriker erkennen die Ähnlichkeit der Pietà von Tarnów mit einem Fragment der „Beweinung“ von Van Dyck und mit einer anderen Pietà, die das zentrale Motiv des Epitaphs der Familie Boim in der Grabkapelle der Familie in der Nachbarschaft der Lateinischen Kathedrale in Lemberg bildet. Dieses Epitaph ist das letzte, unvollendete Werk von Jan Pfister, dem Bildhauer des Ostrogski-Grabmals in der Kathedrale von Tarnów. Es ist bekannt, dass sich die Statue der Schmerzensmutter seit Anfang des 20. Jh. in der südlichen Vorhalle der Kathedrale befand und dort verehrt wurde. 1987 wurde die Statue in den Altar Allerheiligsten Sakraments im Kirchenschiff versetzt. Der Altar wurde 1986 von Czesław Dźwigaj entworfen und in Bronze gegossen. Der Bildhauer verwendete als Bekrönung des Altaraufsatzes das Motiv der drei Kreuze aus dem Solidarność-Denkmal von Danzig (Gdańsk), im Altarsockel wurden Bronzetafeln mit Szenen der Sieben Schmerzen der Jungfrau Maria angebracht. Vor der Pietà betete Papst Johannes Paul II. während seines Besuchs in Tarnów im Jahr 1987. Der Kult der Pietà in Tarnów besteht immer noch und entwickelt sich weiter, seit 2006 trägt die Kathedralbasilika den Titel „Sanktuarium der Schmerzensmutter“. Neben der genannten Pietà beherbergt das südliche Kirchenschiff zwei Altäre: den Hauptaltar (aus Stein, im Stil der Neurenaissance aus der Zeit um 1900) mit einem Christusrelief aus Carrara-Marmor nach dem Abendmahlsfresko von Leonardo da Vinci und einen vergoldeten Bronzealtar aus dem Jahr 1987. Es gibt hier auch Grabmäler: zwischen den Beichtstühlen das Spätrenaissance-Grabmal von Marcin Łyczko (1578), dem Propst der Stiftskirche, Gründer der Akademie von Tarnów, aus Sandstein, mit einer Liegefigur des Verstorbenen aus Marmor, und das neuklassizistische Grabmal des Herzogs Eustachy Sanguszko, Statthalter von Galizien, mit einer weißen Marmorfigur des Verstorbenen auf dem Grab, geschaffen von Antoni Madeyski.