Per l’arredo della Collegiata si ricorse a ciò che esisteva nelle chiede e negli oratori delle confraternite inglobate in essa.
Dalla vecchia Pieve giunsero subito diverse opere: oltre ai paramenti e agli arredi sacri, forse il bel dipinto dell’altar maggiore (opportunamente modificato) con la sua fastosa cornice in legno intagliato e dorato. Si tratta di San Michele arcangelo con i santi Agata e Antonio da Padova, opera del bolognese Giovan Gioseffo Dal Sole (1654-1719).
Oltre a questa pala, nell’ampia conca dell’abside trova spazio, a destra, l’interessante L’estasi di Sant’Ignazio di Loyola, attribuito fino a pochi anni fa al Cagnacci e invece opera bellissima del cesenate Cristoforo Savolini (1639-1677).
Contro la parete dell’abside era collocato un prezioso polittico Beata Vergine delle Grazie di Jacobello di Bonomo, opera firmata e datata 1385 dall’autore, attivo a Venezia dal 1370 al 1390. Il polittico di proprietà del Comune venne depositato in Collegiata fino al 2005 anno in cui venne trasportato al “Musas”, museo archeologico e storico di Santarcangelo. Al posto del prezioso polittico, a destra dell’abside è stata collocata la tela Madonna del fuoco che reca i simboli della luna e del sole.
A sinistra si trovano invece un Coro ligneo (1758) del bolognese Giuseppe Gavasini, autore anche del pulpito sospeso ad un pilastro della navata, e un San Francesco (1756) di F. Silva.