Jusqu'à la fin du XIX° siècle, l'église Notre-Dame était très différente de ce qu'elle est aujourd'hui : de petites chapelles étaient installées de chaque côté de la nef, entre les contreforts, et sous le porche (il ne reste aujourd'hui que la chapelle d'Esbarres, et l'entrée de la chapelle des cinq plaies) ; d'immenses tableaux étaient accrochés sur les murs ; le chœur était habillé de boiseries, et dans l'abside se trouvait un autel construit à la fin du XVII° siècle par le sculpteur dijonnais Dubois et surmonté d'un immense retable figurant l'assomption de la Vierge (l'Eglise étant alors officiellement placée sous le vocable de Notre-Dame de l'Assomption).
Au XIX° siècle, on décida de rendre à l'église sa supposée pureté gothique ; l'architecte Jean-Charles Laisné en fit un véritable manifeste architectural, et la dépouilla de tous les ajouts effectués depuis sa construction. Le chanoine Thomas, curé d'alors, fit construire une chapelle annexe dans laquelle il entreposa les œuvres qui n'étaient plus jugées dignes par Laisné de figurer dans son église. Ainsi naquit la chapelle des œuvres, aujourd'hui appelée chapelle de l'Assomption.
Dans cette chapelle est installé le retable de Dubois et l'autel de marbre qu'il avait conçu. Y ont également été transférés des vitraux du XVI°, que certains pensent provenir de la Sainte-Chapelle, et les tableaux.