El espléndido Panteón de los Reyes se sitúa bajo la capilla mayor. En él están enterrados los reyes de España desde Carlos I, excepto Felipe V, Fernando VI y Amadeo de Saboya. La cámara, de planta octogonal, fue construida entre 1617 y 1654. Su principal arquitecto fue Juan Bautista Crescenci. El altar es de jaspe y los 26 sarcófagos de mármol y bronce. Los reyes están enterrados a la izquierda y las reinas que turvieron sucesión coronada, a la derecha. En el Panteón de los Infantes (s. XIX) reposan las reinas sin descendencia y los infantes.