Der Charakter des Innenraumes hat trotz so mancher Eingriffe in die Bausubstanz kaum etwas von seiner barocken Ursprünglichkeit verloren.
Das allermeiste der Inneneinrichtung konnte über die Jahrhunderte in seinem originalen Bestand erhalten oder wiederhergestellt werden. So können heute etliche Sehenswürdigkeiten bestaunt werden, z.B. wie erwähnt die große Strobel-Orgel, die Farbglasfenster, das Deckenfresko, der Altar und die ornamentale Barockkunst.
Gesichert wurden auch zwei Zinnsärge aus der danach verfüllten Gruft unter dem Altar. Die Gruft war die letzte Ruhestätte des Grafen Wilhelm von Schwarzburg-Frankenhausen (1534-1598, Regierungsantritt 1570) sowie seiner ersten Ehefrau, Gräfin Elisabeth Schlik zu Bassano und Weißkirchen (1551-1590), und seiner zweiten Ehefrau, Gräfin Clara, Herzogin von Braunschweig-Lüneburg (1571-1658). Die Särge wurden restauriert, soweit es noch möglich war. Ob sie einmal der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden können, muss noch geklärt werden.
Große Strobel-Orgel
Erbaut wurde sie von Julius Alexander Strobel, dessen Frankenhäuser Werkstatt zu den bedeutendsten Orgelwerkstätten Thüringens in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts gehört.
Strobel war eine weit vorausschauende künstlerische Persönlichkeit. Er nahm bereits die Klangmöglichkeiten der Spätromantik des beginnenden 20. Jahrhunderts vorweg.
Die große Strobel-Orgel der Unterkirche Bad Frankenhausen ist mit 49 Registern das mit Abstand größte erhaltene Werk dieses Meisters. Auch unter den nächstgrößeren Orgeln mit 30 - 40 Registern sind nur noch die Instrumente in Allstedt und Kelbra vorhanden.
Farbglasfenster
Die vier 1884 gefertigten, knapp sechs Meter hohen neugotischen Chorfenster sind kunsthistorisch besonders wertvoll, weil sie die Bildidee von Anton Fischer von 1850 fortsetzen, die mit der Darstellung der vier Evangelisten im Beweinungsfester im Kölner Dom beginnt und letztmalig 1894 in der Saalfelder Johanneskirche ausgeführt wird. In der Unterkirche führte die Quedlinburger Werkstatt Ferdinand Müller 1886 diese einmal gefundene Darstellungsform der vier Evangelisten fort.
Das nebenstehende Bild zeigt das Johannes-Fenster.
Deckenfresko
Das Deckenfresko „Stufen des Lebens“, auch „Totentanz und Auferstehung“, wurde 1934 vom Weimarer Maler Jürgen Wegener geschaffen und hat ein Ausmaß von 12 m x 3,50 m. In diesem Deckenfeld war vorher eine Engelsgruppe abgebildet.
Wegeners Konzeption sah noch drei weitere Bilder vor, die den gesamten Deckenbereich von der Orgel bis zum Altarraum ausfüllen sollten. Warum sie so nicht ausgeführt wurden, ist unbekannt.
Das Deckenfresko zeigt in sechs Stufen den Menschen in allen Lebenslagen, Ständen und Alter in sinnbildlicher und in z.T. den Nationalsozialismus verherrlichender Weise. Dies ist trotz 1949 erfolgter partieller Übermalung an einem auf einem Schlachtfeld stehenden Reichswehrsoldat, einem SA-Mann sowie einem BDM-Mädchen und einem Hitlerjunge noch auszumachen.
Dieses Deckenfresko ist sehr farbenkräftig gemalt worden. Zwar stört es die barocke Innenfassung. Andererseits hat es aber doch einen gewissen denkmalpflegerischen und gesellschaftlichen Wert, weil es trotz der Übermalung als eine kunstvoll ausgeführte Malerei hilft, nicht zu vergessen, was für ein unseliger Geist in unserer jüngeren Geschichte, in der Entstehungszeit dieses Bildes überall in Deutschhland herrschte.
Ornamentale Barockkunst
Der Innenraum wird geprägt durch zweigeschossige Längsemporen, die auf Pfeilern mit Korbbogenarkaden ruhen. Die Bögen sind im Erdgeschoss mit Arkanthus-Schnitzwerk versehen. Die Volutendecke, die den gesamten Raum überspannt, wird durch Stuckreliefs gerahmt. Zwei runde und ein längliches Deckenfeld - dieses umrahmt das Deckenfresko - wird durch blattgebindeartige Stuckornamente hervorgehoben.
Die Westseite nimmt die Orgel mit dem wunderschönen Orgelprospekt ein.
Am Übergang vom Kirchenschiff zum Chorraum befindet sich an der Nordseite die Kanzel.
Im Chorraum ist im obersten Korbbogen der Fürstenloge das Wappen der Fürsten von Schwarzburg-Rudolstadt zu sehen, ihm gegenüber, an der Nordseite, das Monogramm des Grafen Albert Anton von Schwarzburg.
