La capilla de San Geroteo se encuentra en la girola de la Catedral y su construcción pertenece a segunda campaña constructiva (1560-1577).
La tradición popular considera a san Geroteo el primer obispo de Segovia. Según el cronicón de Cextro, publicado por primera vez en España en 1619, san Geroteo habría dejado la silla episcopal de Atenas para venir a predicar el cristianismo a España y habría sido nombrado obispo de Segovia por san Pablo. En 1637, el historiador segoviano Diego de Colmenares consolidaría esta tradición. Su reliquia, procedente del monasterio cisterciense de Sandoval (León), llegó a Segovia en junio de 1650. El obispo don José Martínez Escalzo, auténtico mecenas para la Catedral, dotó esta capilla bajo la advocación de san Geroteo para impulsar su devoción. En los últimos años de vida del obispo, expresó su deseo de que su cuerpo descansara perpetuamente en tierra segoviana.
La capilla está presidida por un retablo del siglo XVIII, realizado por Juan Maurat, con las imágenes de san Geroteo, san Vicente Ferrer y san Juan Bautista. En 1770, Manuel Adeba Pacheco, vecino de Madrid y maestro escultor, firmó las condiciones para la realización de las esculturas por diez y ocho mil reales de vellón. En 1772, Santiago Casado, maestro dorador de la ciudad de Segovia, se encargó del dorado del retablo, las puertas y la reja. Además, se comprometió a pintar todas las cabezas de los serafines que están en el retablo, así como a dorar sus alas, platear e iluminar de azul el globo de nubes del segundo cuerpo y dar de blanco sobre plata la imagen del Espíritu Santo.
El sagrario del retablo, de lenguaje clasicista, se decoró con la pintura de la Virgen con el Niño de autor anónimo.
La capilla se cierra con una reja realizada por el maestro herrero Gregorio Aguirre, forjada en Elgoibar en 1774. La reja consta de tres cuerpos y el cerramiento está rematado por una crestería con motivos vegetales que alcanza su mayor altura en la parte central, la que acoge el escudo del obispo don José Martínez Escalzo.
Con ello se puso fin a la decoración de esta capilla el martes 1 de marzo de 1774. El coste total de la capilla ascendió a 150.000 reales de vellón. Para entonces su mecenas, don José Martínez Escalzo, ya había fallecido. Ese primero de marzo se colocó la lápida funeraria que costó tres mil reales. La primera misa en esta capilla se oficio por el arcediano de Sepúlveda Don Miguel de Grijalva y Guzmán el día de Santo Tomás de Aquino.
