Rebâtie dans les premières années du XVIe siècle, la chapelle s'enrichit alors de peintures et de sculptures. En 1694, J.-B. Peru exécuta une magnifique gloire dorée derrière le tabernacle du Saint-Sacrement ; en 1761 on releva le sol du sanctuaire pour éviter les infiltrations de la Sorgue. Jusqu'à la Révolution, le zèle des confrères resta le même, et, dans Avignon, que des cortèges religieux sillonnaient chaque jour de fête, les processions des Pénitents Gris passaient pour les plus magnifiques.
La place est d'une parfaite beauté. La cathédrale romane avec son porche et sa tour carrée semble prolonger les bâtiments du Palais. Des bosquets touffus couvrent, le sommet des Doms. Au nord, s'élève la jolie façade, hélas ! trop restaurée, de l'ancien palais archiépiscopal qui, depuis, fut le petit séminaire. A l'opposé, la façade à pilastres de la banque de France bâtie sous le second Empire est d'assez bon style pour ne pas déparer la place.