La decorazione della volta e del catino absidale fu affidata nel 1531 al Parmigianino, appena rientrato in città, dopo un lungo periodo di lavoro tra Roma e Bologna. I lavori, tuttavia, procedettero molto a rilento, in otto anni il Parmigianino riuscì a realizzare soltanto gli affreschi del sottarco, finiti nel 1538, mentre degli affreschi absidali non preparò neanche i disegni. A causa dei continui ritardi, i committenti non solo tolsero gli tolsero il lavoro, ma intentarono una causa legale per la restituzione degli abbondanti anticipi versati all’artista, causa che comportò prima l’arresto, poi la fuga a Casalmaggiore e la morte, nel 1540, ad appena 37 anni.
Gli affreschi del sottarco, tuttavia, si possono considerare tra i lavori più rappresentativi del Parmigianino, dove la sua pittura vibrante e anti-classicista trova il maggiore compimento. Gli affreschi rappresentano un’allegoria della parabola evangelica delle Vergini sagge e le vergini stolte: ai piedi della volta cassettonata, tre ragazze per lato tengono in mano lumi accesi (le sagge, a destra) e spenti (le stolte, a sinistra); ognuna di esse regge sulla testa un’anfora colma di gigli. Tra i cassettoni della volta, si stende una complessa decorazione di festoni e grottesche, con granchi, colombe e teste d’ariete a coronare i riquadri. A completare l’insieme, vi sono le due fasce dell’archivolto, dove, alloggiate in nicchie, sono dipinti monocromatici personaggi biblici, in contrapposizione tra loro. Verso la chiesa vi sono Aronne (a destra) e Mosè (a sinistra); verso l’abside, invece, Eva (a destra) e Adamo (a sinistra).