Įspūdingas barokinis Didysis altorius rekonstruotas XVIII amžiaus viduryje. 1753 metais tuometinio Trakų klebono, vėliau Vilniaus vyskupo Juozapo Sapiegos (1708—1754) lėšomis įrengtas naujas tabernakulis su Eucharistijos sostu. Didysis altorius yra trijų tarpsnių, antrasis tarpsnis papuoštas medinėmis skulptūromis, reljefinėmis kompozicijomis. Sidabriniame XVIII amžiaus vidurio altoriaus antepedijuje pavaizduota Trakų Dievo Motina, Išganytojas ir šv. evangelistas Jonas.
Pirmajame tarpsnyje — stebuklingas Dievo Motinos paveikslas, nešamas skulptūrinės angelų figūros. Tarp kolonų įkomponuotos pranašų Dovydo, Zacharijo, Joakimo ir Simeono skulptūros. Antrojo tarpsnio centre — horeljefinė kompozicija „Švč. Mergelės Marijos karūnavimas“ ir pranašių Onos ir Elzbietos skulptūros. Altoriaus viršuje — angeliukų skulptūros, o virš jo paskliautėje pritvirtinta 1718 metų iškilmes menanti karūna. Didžiojo altoriaus ikonografinė programa primena Marijos kilmės, jos šeimos ir gyvenimo istoriją, Mesijo gimimą ir krikščionybės sklaidą.