Die Heilige Kapelle wurde 1472 geweiht und 1518 nach Osten verlängert und mit einem spätgotischen Netzgewölbe versehen. Bei der Feuerkatastrophe von 1669 blieb sie dank ihrer eisenbeschlagenen Tür unversehrt.
Diese wird durch drei Querriegel mit je einem Schloss gesichert. 1672 erhielt die Kapelle ein schönes schmiedeeisernes Gitter. Auf Anordnung von Kurfürst Max III. Joseph wurde sie 1756/57 erneut renoviert. Seit 1994 steht an der Stirnseite der Heiligen Kapelle wieder der Rokoko-Schreinaltar aus dem Jahr 1757 der zeitweise in die Reliquienkapelle ausgelagert war.
In seinem Zentrum wird die Reliquienmonstranz verwahrt, eine süddeutsche Arbeit um 1432/33. Sie umschließt das Kernstück des Andechser Heiltums, die Heiligen Drei Hostien. Zwei der Hostien sollen von Papst Gregor dem Großen herrühren und weisen blutfarbig das Kreuz bzw. ein Fingerglied auf Die dritte mit dem Monogramm Jesu in Blut soll auf Papst Leo IX. zurückgehen.
An der gleichen Wand hängt ein drittes spätgotisches Tafelbild, das zeigt, wie Papst Leo IX. im Bamberger Dom in Anwesenheit Kaiser Heinrichs II. die Wandlungsworte spricht und sich dabei das blutige IHS-Monogramm auf der Hostie abzeichnet.
Vom spätgotischen Heiltumsaltar von 1494 sind nur die beiden Flügeloberteile erhalten, die an der Südwand der Heiligen Kapelle angebracht sind. Ihre Außenseiten zeigen die beiden Päpste Gregor den Großen und Leo IX. mit den Heiligen Drei Hostien.
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