È menzionata nel 1376. Sull’architrave della porta è scritto Reliquiae sanctorum, è una stanzetta che Giovani Mazzaroni così descrive: “Il piccolo uscio dorato – a destra, nella Cappella dei Santi martiri Valentino e Ilario – apre una cameretta lunga e oscura che sembra fatta a bella posta per acuire e poi deludere il desiderio del visitatore. Desiderio di poter ammirare quel famoso ‘tesoro di S. Lorenzo’, notato da qualche compilatore di Guida, forse esagerato. Su le rozze impalcature che corrono lungo le pareti del corridoio, sono disposti – forse un po’ alla rinfusa – numerosi reliquiari. I più a forma di busti o di braccia; tutti di un valore venale scarso e di un pregio artistico modesto. Il metallo adoperato è infatti l’argento, molto economicamente stirato in sfoglie” [Galeotti]. I reliquiari oggi sono conservati al Museo Colle del Duomo.

La cappella di S. Carlo Borromeo conserva numerose e preziose reliquie tra le quali il mento di s. Giovanni Battista [Galeotti], una lapide in caratteri gotico-monastici, ricorda le indulgenze concesse alla chiesa dal papa Nicola V nel 1289 che fa riferimento a questa reliquia[Scriattoli].

Tra gli straordinari manufatti che accolgono i resti dei santi è il Reliquiario di San Lorenzo. “Nel 1489 fu fatto un tabernacolo d’argento per conservarvi un dito di S. Lorenzo, vendendo gli oggetti deteriorati [Signorelli], il piede è diviso in sei lobi con altrettante sporgenze acute. Sopra vi è un grosso nodo ornato con mascheroncini cesellati. La parte superiore è a forma di tempietto esagonale con archetti trilobi sorretti da colonnine tortili con capitello corinzio. Negli estradossi degli archetti figurano teste di cherubini. Il tempietto è coronato da doppia trabeazione con decorazione a ovuli e festoni di fiori ed è sormontato da una piccola cupola a squame”. È opera di discreta fattura di Domenico Alovisi. Su una lamina intorno alla parte inferiore del tempietto corre la scritta “Digitus et Reliquis Beatissimi et Gloriosissimi Laurentii protectoris civitatis Viterbiensis 1489 opus Dominicua Alouisi” [Pampalone].