Do przęseł nawy głównej od strony południowej od 1350 r. przylegają budynki klasztorne, w których dziś mieści się seminarium. Część północna zabudowań już za czasów opata Dawida Konarskiego służyła jako boczna kaplica. Dokładna data jej powstania nie jest znana. Możliwe, że jej budowa została zlecona, by tymczasowo – po spaleniu w lutym 1577 r. przez gdańskich żołnierzy kościoła św. Jakuba – mogły odbywać się w niej nabożeństwa parafialne. Z uwagi na to w 1593 r. kaplicę oddzielono od części klasztornej drewnianą kratą. Również później odbywały się tu okazyjnie nabożeństwa dla wiernych. W 1749 r. opat Jacek Rybiński mianował dla kaplicy Mariackiej sześciu niemieckich i trzech polskich kaznodziei. Byli to: Alberty Franciszek Sebald, Krzysztof Ignacy Gretzky, Cyprian Kazimierz Rohfleisch, Ernest Piotr Woelky, Tomasz Godefryd Falkenstein, Olivery Karol Zygmunt Assmann oraz Józef Gabryel Bartosz, Ludwik Piotr Karuszewski i Iwo Mateusz Roweder. W XIX w. raz w miesiącu odprawiano oddzielne Msze św. dla Polaków, z kazaniami w języku polskim. Kaplica często służyła uroczystościom pogrzebowym. Doczekała się remontu i nowego wystroju w XX wieku. Od 1957 r. służyła klerykom pobliskiego seminarium. Obecnie jest częścią archikatedry, a wejście do niej jest umiejscowione za portalem, po południowej stronie nawy głównej.

Jednym z najciekawszych zabytków maryjnej kaplicy jest ołtarz datowany na 1681 rok. Jego fundatorem był przeor oliwski Hieronymus Martini. Twórca ołtarza z czarnego i szarego marmuru, który jest jedyną pozostałością po dawnym wystroju wnętrza, nie jest znany. Zabytek nie dotrwał do dzisiejszych czasów w pierwotnej formie. Obraz główny, przedstawiający NMP Niepokalaną, został namalowany w 1911 r. przez prof. Gebharda Fugela. Zastąpił kopię obrazu Rafaela Santiego „Madonna della sedia” z 1845 roku. Nad nim umieszczono herb Oliwy. Figury w ołtarzu to święci związani z cystersami. Postacie leżące w zwieńczeniu z lewej strony to św. Albert – drugi opat z Citeaux, z prawej św. Stefan Harding – trzeci opat z Citeaux. Obok korynckich kolumn stoją św. Benedykt z Nursji i św. Bernard z Clairvaux. Na szczycie ołtarza znajduje się malowidło przedstawiające cud dokonany przez św. Stanisława. Biskup krakowski wskrzesił właściciela ziemskiego Piotra, aby ten poświadczył przed królem Bolesławem Śmiałym legalne pozyskanie przez Kościół terenów spornych. Cud był potwierdzeniem świętości św. Stanisława, którego kult w czasie zaborów symbolizował wskrzeszenie państwa polskiego. W zwieńczeniu można zauważyć Zbawiciela z kulą ziemską w ręce. Błogosławi On światu, a u Jego stóp klęczą dwa anioły. Po obu stronach ołtarza znajdują się relikwiarze.

Polichromia kaplicy i cztery witraże zostały wykonane w latach 1910–1911. Sklepienie udekorował malarz E. Frey. Zostało pokryte motywami roślinnymi i owalnymi freskami przedstawiającymi sceny z życia patronki kaplicy – wcielenie, wniebowstąpienie i koronację Najświętszej Maryi Panny. W 1910 r. kaplica otrzymała stelle, ambonę, portal w zachodniej ścianie oraz cztery witraże. Przestawiają one: św. Antoniego z Dzieciątkiem Jezus – dar rodziny Tillmannów-Kuttenkeulerów, Maryję z Dzieciątkiem Jezus – dar Sodalicji Mariańskiej, św. Józefa z lilią – dar proboszcza F.S. Schroetera oraz cud różany św. Elżbiety – dar rodziny Tillmannów-Kuttenkeulerów.

Jednymi z ciekawszych eksponatów, które trafiły do kaplicy Mariackiej w ostatnich latach, są elementy ołtarza papieskiego z sopockiego hipodromu z 1999 roku.