Kaplica Batorych, dostawiona do korpusu nawowego od południa, zajmuje niepoślednie miejsce w historii architektury nie tylko Warmii, ale całej Polski. Idea jej powstania była związana z decyzją kardynała Andrzeja Batorego odnowienia klasztoru franciszkanów w Barczewie. Nie ulega wątpliwości, że początkowo była pomyślana jako miejsce jego ostatniego spoczynku. Z tego powodu Batory zamówił w warsztacie Willema van den Blocke’a z Gdańska podwójne epitafium z własną podobizna i figurą swojego brata – Baltazra zabitego w Siedmiogrodzie w 1594 r.
Kaplica na planie centralnym wpisywała się w tendencje wznoszenia kaplic grobowych zapoczątkowanych na ziemiach Rzeczpospolitej przez kaplicę Zygmuntowską na Wawelu. W końcu XVI w. podobne realizacje wznoszono we Włocławku i prymasowskim Łowiczu, niemniej żadna z nich nie dorównywała rozmachem założeniu barczewskiemu. Ambitne plany budowy kaplicy kopułowej na tamburze nie zostały jednak nigdy dokończone, ponieważ w 1599 r. Andrzej Batory opuścił Warmię, by przejąć władzę książęcą w Siedmiogrodzie, gdzie został zabity. Nowy biskup – Piotr Tylicki kontynuował działalność fundacyjną poprzednika skupiając się jednak na pracach budowlanych w kościele. Epitafium zamówione u Willema van den Blocke’a zostało ostatecznie wmurowane na ścianie południowej kaplicy, jednak żadna z uwiecznionych w nim postaci nie spoczęła w kościele.
W latach 40. XVII w. kolejny biskup Wacław Leszczyński wspomógł bernardynów, którzy niedokończoną kaplicę Batorych postanowili przeznaczyć pod rozwój kultu św. Antoniego. Powiększono ją wówczas w kierunku wschodnim przykrywając sklepieniem kolebkowym z lunetami. Doświetlono ją dwoma dużymi oknami zamkniętymi półkoliście (obecnie zrekonstruowanymi) i okulusem w niszy ołtarzowej. Dzięki zachowanym polichromiom możemy stwierdzić, że początkowo ołtarz nie był dużych rozmiarów a jego kontynuacją była polichromia na ścianie. Wtedy też cenotaf Batorych umieszczono na osi wejścia. Całość przykrywał niski dach dwuspadowy, zniszczony w 1846 r.
W XIX w. kaplice poddano przebudowom zacierającym jej manierystyczno-barokową architekturę. Zbudowano aneks między kaplica a prezbiterium, założono nowy stromy dach, w latach 1876-77 okna przebudowano na neogotyckie, a od zachodu przebito wejście dodając niewielką kruchtę. Tą ostatnią rozebrano po ostatniej wojnie