La capilla de San Andrés se encuentra en la nave del lado del evangelio, entre la capilla de la Piedad y la capilla de San Cosme y San Damián. Fue fundada en 1620 por el canónigo y tesorero de la Catedral de Segovia Andrés de Madrigal, quien creó dos capellanías y nombró primer patrón a su hermano, Nicolás de Madrigal.
La capilla se cubre con una bóveda de crucería estrellada, fue dorada posteriormente. En los muros se aprecia un ventanal gótico y el cuadro del Martirio de San Bartolomé, en un estilo próximo al del pintor segoviano Bartolomé Montalvo. En el suelo hay tres laudas sepulcrales con escudos nobiliarios que recuerdan al fundador y sus patronos.
El retablo que preside la capilla fue trazado por Pedro de Brizuela en 1621 y concluido dos años después. Se realizó en madera, pero se doró en 1703. Consta de un banco, dos cuerpos, ático y tres calles separadas por cuatro columnas de orden compuesto. El banco cuenta con una inscripción de contenido eucarístico en el centro y escudos a los lados. El cuerpo inferior incluye las tallas de san Andrés (en el centro), san Pedro con san Juan (a la izquierda), y san Pablo con san Lucas (a la derecha). En el cuerpo superior hay un altorrelieve que representa el martirio de san Andrés (en el centro) y las tallas de san Ildefonso de Toledo con san Marcos (a la izquierda) y de san Antonio de Padua con san Mateo (a la derecha). Finalmente, el ático alberga un Calvario con los profetas Jeremías, a la izquierda, e Isaías, a la derecha. El conjunto es coronado por Dios Padre, que sostiene la bola del mundo, y una vieira con una cabeza de ángel.
Las tallas fueron realizadas por Juan Imberto, a excepción de la talla de san Andrés, el altorrelieve del Martirio y el Calvario, que son obra de Felipe de Aragón. Todas ellas estaban finalizadas en octubre de 1623 tal como se indica en los libros de actas del Archivo Capitular.
La reja de hierro que cierra la capilla fue trazada por Pedro de Brizuela y concluida por Gil Sánchez en 1632. José Bermejo la doró en 1727. Consta de un zócalo de piedra, dos cuerpos separados por un friso y coronamiento con decoración vegetal con el escudo del fundador en el centro. Una cruz de hierro remata el conjunto.
