Biskup Paweł Wołucki (1616–1622) z własnych funduszy ofiarował 3000 złotych na dokonanie remontu wież i inne prace mające na celu przyozdobienie wnętrza katedry we Włocławku.

Około 1616 r. naprzeciw kaplicy Najświętszej Maryi Panny z fundacji Franciszka Łąckiego (1597–1617), tytularnego biskupa margarytańskiego, oficjała i sufragana włocławskiego, zaczęto wznosić drugą manierystyczną kaplicę kopułową. Za życia fundatora nie dokończono tej budowy, kontynuował ją przyjaciel zmarłego, a zarazem spadkobierca godności Baltazar Miaskowski (1617–1632), archidiakon pomorski. Obaj spoczęli w budowanej przez siebie kaplicy, o czym świadczą znajdujące się tam tablice epitafijne. Z tego powodu kaplicę tę nazywano kaplicą sufraganów (Capella Sufraganeorum).

Odchodząc w 1631 r. na stolicę biskupią w Krakowie, biskup Andrzej Lipski (1623–1630) zostawił 5000 złotych na nowy ołtarz główny w katedrze włocławskiej, który wzniósł jego następca – biskup Maciej Łubieński (1631–1641). W kwietniu 1633 r. zamówiono w Chęcinach ołtarz kamienny z czarnego marmuru, który sprowadzono do Włocławka w następnym roku, ale z braku funduszy nie od razu go w całości ustawiono. Prace te ukończono w listopadzie 1636 r.

W 1632 r. biskup Łubieński odbył wizytację katedry, która podaje dość szczegółowy opis świątyni. Całe prezbiterium było wówczas polichromowane, sklepienie było malowane na niebiesko i pokryte złotymi gwiazdami. Nad stallami wisiało osiem obrazów ze scenami z życia Maryi z fundacji biskupa Lipskiego. Okna prezbiterium przeszklone ciemnym, kolorowym szkłem, wymagające naprawy na skutek uderzeń wiatru. Do głównego ołtarza w zamknięciu prezbiterium prowadziły schody o ośmiu stopniach. Ołtarz główny szafkowy, jeszcze z fundacji biskupa Rozdrażewskiego, był swym rozmiarem niedopasowany do wielkości prezbiterium. Stalle, nazwane starożytnymi, były wykonane nie według jednolitego projektu. Prawdopodobnie były w różnym czasie rozbudowywane. Prezbiterium od korpusu oddzielała żelazna krata z dwiema zamykanymi furtkami przy ścianach. Pośrodku kraty w prezbiterium ustawiona była katedra dla biskupa uczestniczącego w nabożeństwach i stalle dla dwóch kanoników po bokach. Po drugiej stronie kraty, za katedrą biskupa znajdował się ołtarz z marmurową mensą. Przy pierwszej arkadzie od północy znajdowała się ambona. Wnętrze korpusu było wówczas bez polichromii, ściany były zakurzone i brudne od starości. Kaplice boczne usytuowane naprzeciw siebie zbliżonej wielkości, od północy św. Kazimierza, od południa Najświętszej Maryi Panny. Od południa były jeszcze kaplice św. Marcina i Najświętszego Sakramentu, w której ustawione było Sanctissimum niewidoczne dla wchodzących do wnętrza świątyni. Tuż za kaplicami znajdował się kapitularz. Ołtarze rozstawione były przy ścianach i filarach korpusu, natomiast baptysterium znajdowało się na środku kościoła. W katedrze znajdowało się dwoje organów, z których jedne były sprawne. Do katedry prowadziły wielkie drzwi od zachodu, bez kruchty, i małe drzwi od północy. Dachy pokryte dachówkami miejscami przeciekały. Na środku dachu znajdowała się mała wieżyczka z sygnaturką. Frontowe wieże nieco powyżej murów kościoła wyniesione. Wieża północna z zegarem od strony miasta zwieńczona szpiczastym wierzchołkiem. Wieża południowa ze zwieńczeniem wzniesionym na kształt prostego domu, pokryta dachówką. Wieże wymagały wówczas przebudowy.

W 1636 r. biskup Łubieński powziął zamiar remontu i przebudowy wież katedry. Podwyższono ich mury i nadano nową baniastą formę ich hełmom, które zwieńczyły nowe kule i złocone krzyże. Hełmy zostały pokryte blachą ołowianą cynkowaną. W 1639 r. biskup polecił przenieść zegar z wieży północnej na wieżę południową, jednocześnie fundując nowy mechanizm, gdyż z tej strony katedry rozwijało się wówczas miasto.

Za czasów biskupa Bonawentury Madalińskiego (1681–1691) przeprowadzono gruntowny remont wnętrza katedry. Rozpoczęto przygotowania do zamówienia nowych stalli kanonickich dla włocławskiej katedry. Dopiero w roku 1686 udało się sprowadzić je do Włocławka, choć wymagały one jeszcze pozłocenia i pomalowania figur i niektórych ornamentów. W tym czasie także naprawiono mury, dachy, okna, drzwi, organy, ołtarze i wieże. Wieże wówczas nakryto półkopulastymi hełmami z latarniami zakończonymi cebulastymi baniami ze szpicami zwieńczonymi krzyżami. Hełmy wież pokryte były blachą miedzianą, a banie nad latarniami i krzyże pozłocono. Również złocone były herby biskupa Madalińskiego, które były przymocowane do miedzianego pokrycia wież.

Początek wieku XVIII przyniósł kolejne remonty w prastarej katedrze włocławskiej. Już w 1701 roku potrzeba było kolejnych napraw w katedrze. Naprawy wymagała posadzka w prezbiterium i dachy nad kaplicami, kapitularzem i zakrystiami. W tym też czasie chrzcielnicę przeniesiono ze środka nawy do kaplicy świętego Marcina. Ówczesny biskup, Stanisław Szembek (1700–1706), jeszcze przed swym odejściem na stolicę arcybiskupów gnieźnieńskich na własny koszt naprawił wszystkie dachy na katedrze. Kolejnych napraw na dachach dokonano już w 1722 r.