Der står 14 bronzestatuer rundt om kirken. Disse er af danske kirkemænd fx. Grundtvig og Kierkegaard. På balustraden er der yderligere 18 statuer, disse er udført i zink.

Indvendig afgrænses det cirkulære kirkerum af de 12 piller, der bærer tambur og kuppel. Mellem pillerne og ydermuren er en smal omgang, hvor der er en lav pulpituretage over.

Gulvet er grå terrazzo med sorte markeringer af gangarealer og i det hævede korområde indgår der brune felter i mønsteret.

Loftshvælvingen er udført af glarmester August Duvier. Ruderne er kirkerummets primære dagslyskilde – de 12 piller i rotungen blokerer for lyset.

Kunstmaler C.N. Overgaard lavede udsmykningen af kirkens kuppel med de 12 apostle. C.N. Overgaard fik opgaven at male kuplens apostle. De 12 engle er tegnet og malet af C.N. Overgaard. Overgaard lavede også de 12 medaljoner med kristne symboler og båndet med teksten fra Johannes evangeliet 17,3. Yderligere lavede han de 2 imiterede marmormosaikker på højre og venstre side af alteret, samt udsmykningen ved det gamle orgel.
Kunstmaler C.N. Overgaard og glarmester August Duvier forærede glasmaleriet til Frederikskirken, som kan ses i loftet i *våbenhuset*. 

Inventar

Alter
Altertavlen er udført i fyrretræ og stuk – disse er stafferet som marmor i forskellige farver. Tegnet af Meldahl og udført af billedhugger H. Chr. Petersen og snedker H.N. Andersen, stafferingen af maler C.N. Overgaard. Tavlen indrammer alteret og alterkorset på 3 m. bagved er udført af arkitekten Harald Garde.

Prædikestole
Der er indrettet 2 prædikestole i fremspring i korskranken på hver sin side af alteret pga. akustikken. Dette blev dog ændret allerede i 1895. Den sydlige blev sløjfet, og den anden fik  en bagside og en lydhimmel tegnet af Meldahl. Delene var rigt udsmykket og lavet af billedhugger Petersen og snedker Lars Jørgensen. Yderligere hængte man draperier op i arkaderne mellem pillerne for at forbedre akustikken.

I 1930-31 blev Meldahls prædikestol afmonteret og kasseret. Derefter blev en ny opmuret i marmor ved den nordvestlige pille. Den er tegnet af Emanuel Monberg og er meget enkel i udseende, så den næsten forsvinder ind i pillen.

Døbefonte
Oprindeligt var døbefonten en gave til Tietgen. Den var udført i bronze og omfattede udover fonten en 2 m. høj mandlig dåbsengel. I 1925 kom der en alternativ døbefont i korskrankens sydlige fremspring. Den er lavet af grå/hvid marmor fra Schweiz. Bronzefonten blev i mange år bevaret i kirken, men er nu flyttet til kirkens lille museum, som ligger på vej til kuplen.

Orgler
Det oprindelige orgel blev bygget i 1894 af Knud Olsen, efter Meldahls tegninger. Dette orgel havde 29 stemmer. Facaden er inspireret af forbilleder i Venedig og Rom. Orgelpulpituret er indfældet i en af åbningerne mellem pillerne mod nord.

I 1963 fik kirken et nyt orgel installeret. Det er bygget af Marcussen & Søn efter tegninger af Rolf Graae. Man bevarede det gamle orgels facade, og piber fra elleve af stemmerne blev genbrugt i det nye orgel, som har 51 stemmer. Det nye orgel er placeret i åbningen mellem pillerne lige syd for hovedindgangen.