Al final de la galería oriental del claustro se halla el acceso a la más amplia de las capillas claustrales y una de las más amplias de la catedral, resultado de la incorporación llevada a cabo por Juan de Vallejo, en el primer tercio del siglo XVI, de la capilla claustral de San Juan Bautista, obra del siglo XV cubierta con una bóveda de crucería estrellada de cuatro puntas, a la capilla absidal de Santiago, citada ya en el siglo XIV y profundamente reformada por Juan de Vallejo que la cubrió con bóveda de compleja crucería estrellada de bellos nervios y elegantes claves decoradas.

En la antigua capilla de San Juan Bautista, convertida en sacristía, coro y antesala de la de Santiago, se hallan los sepulcros del obispo Juan Cabeza de Vaca, fallecido en 1413, y el de su hermano Pedro Fernández Cabeza de Vaca, maestre de la orden de Santiago fallecido de peste en el cerco de Lisboa, en 1384. La amplia capilla de Santiago, que ha estado destinada a parroquia en los últimos siglos, es hoy la sala del Tesoro y la principal sala del Museo de la Catedral.

En el muro izquierdo de la estancia se halla el sepulcro renacentista de uno de los fundadores y mecenas de la capilla en el siglo XVI, don Juan Ortega de Velasco, abad de San Quirce de los Ausines y canónigo y protonotario de la catedral, fallecido en 1557; es uno de los mejores sepulcros de la catedral, con columnas cariátides, a ambos lados del arco; con ángeles, e las enjutas del mismo; con un frontón coronado por un Calvario y presidido por la escena de la Asunción de la Virgen, entre los medallones de San Pedro y San Pablo; con un medallón con la escena del Bautismo de Cristo, en el fondo del arco, y con la figura del finado y una cartela sostenida por niños, en el sepulcro propiamente dicho; el conjunto fue realizado en 1546, con la intervención de Juan de Vallejo y la colaboración de otros escultores. Frente a este sepulcro, en el muro frontero, se hallan otros dos sepulcros uno de ellos corresponde al magnate Lesmes de Astudillo, mecenas de esta capilla y de la capilla-sepulcro de los Reyes Magos en la catedral de Colonia, y a la esposa del magnate, Mencía de Paredes, fallecidos respectivamente en 1541 y 1559, y el otro a Andrés de Astudillo, canónigo y capiscol del cabildo burgalés.

El retablo de la capilla, dorado y policromado, es del siglo XVI, está presidido por un Santiago matamoros y contiene un tema mariano, en el centro, y las tallas de San Juan Evangelista y Santa María Salomé, en las calles laterales; en las gradas, en el suelo, se halla el sepulcro del obispo Juan de Villacreces, fallecido en 1403, y junto al retablo, al lado derecho, la magnífica talla de Cristo atado a la columna, obra de Diego de Siloé, anterior a 1528. Repartidas por la estancia hay importantes obras de arte, como algunos tapices de los siglos XV y XVI, entre los que destaca uno que desarrolla el tema de la Templanza; nueve tablas góticas, de finales del siglo XV, pertenecientes al antiguo armario de la Reliquias y de las que siete fueron pintadas por Alonso de Sedano y dos por el maestro de los Balbases; cruces de marfil y de orfebrería de diversas épocas y estilos, entre las que destaca una, cincelada y repujada por Juan de Horna, en 1537, y restaurada y completada por Juan de Arfe; cálices y portapaces de los siglos XVI al XIX; el ajuar litúrgico de la capilla del Condestable (cáliz, patena, vinajeras, sacras, portapaces..., del siglo XVI); relicarios de plata sobredorada, entre los que destaca uno del siglo XV; un altarcito portátil de marfil, de finales del siglo XV, regalo del rey Manuel I de Portugal al Condestable; un cuadro de Mateo Cerezo, del siglo XVII, que representa a San Francisco de Asís; una custodia neogótica, de oro, marfil y piedras preciosas, realizada por los talleres Granda en el siglo XX.