Il soffitto del transetto, coperto a lacunari in legno dorato con fondo azzurro e rosso, presenta al centro un gruppo ligneo raffigurante l”Assunta portata in cielo da due angeli della fine del XVI secolo fortemente restaurata nel XIX. Ai due estremi del soffitto lo stemma del cardinale Sartori che donò nel 1596 il soffitto e quello di Pio IX cui si devono i lavori di restauro del 1872.
A destra si trova il Monumento funebre del cardinale Armellini e di suo padre Benvenuto opera di Michelangelo Senese discepolo di Baldassarre Peruzzi. Realizzato nel 1524, si presenta come un polittico: ai lati i due sarcofagi sui coperchi dei quali sono poste le figure del cardinale e di suo padre, al centro San Lorenzo, San Francesco e Dio Padre benedicente. Completano il monumento due Madonne col Bambino racchiuse dentro clipei e due lapidi.
Al di sopra del monumento si trova l’organo, donato alla basilica dal cardinale Altemps databile alla fine del XVI secolo. Fu lo stesso Marco Sittico Altemps a commissionare la decorazione che lo incornicia le figure del Profeta Isaia e di David e quattro riquadri ad olio raffiguranti Angeli musicanti attribuiti a Gaspare Celio (1571/1640) ma quasi del tutto ridipinti nell’Ottocento.