Unter der Kuppel liegt etwa vier Meter tief die Bischofsgruft.
Sie besteht aus einem mit Kreuzgewölben überdeckten Vorraum und drei Sargnischen.
Da die Kirche und Gruft beim Tode Damian Hugo von Schönbergs (19.08.1743) noch nicht vollendet waren, wurde er nach der Einbalsamierung am 13. September 1743 zunächst in der ehemaligen Kapuzinerkirche beigesetzt (Huttenstraße, heute Altenzentrum). Am 19. September 1755 erst erfolgte seine Überführung in die linke Gruftnische.
Kardinal Franz Christoph von Hutten (†20.04.1770) erhielt am 10. Mai 1770 seine letzte Ruhestätte in der mittleren Nische.
Am 26.02.1797 musste der verstorbene Fürstbischof Damian August Graf von Limburg-Stirum vor der französischen Revolutionsarmee fliehen und starb im Schloss Freudenhain bei Passau. Er wurde in der dortigen Kapuzinerkirche bestattet. Kirche und Grab sind den Stürmen der französischen Revolution zum Opfer gefallen. Sein Herz wurde am 21. März 1797 von zwei Hofjunkern nach Bruchsal gebracht. Es ruht in einem silbernen Gefäß auf dem Steinpostament vor der Sargnische Huttens.
Am 26. April 1810 wurden die sterblichen Überreste des letzten in Bruchsal residierenden Fürstbischofs, Wilderich Graf von Walderdorf († 21.04.1810), in der rechten Nische beigesetzt.
Schon am folgenden Tag wurde die Gruft mit einer 60 Zentimeter dicken Bruchsteinmauer verschlossen, der Treppenraum mit Bauschutt aufgefüllt und der Eingang mit schweren Sandsteinplatten abgedeckt.
In der Folgezeit geriet sie fast völlig in Vergessenheit. Erst im Herbst 1907 hat sie der Großherzogliche Bezirksbaumeister Dr. Fritz Hirsch anhand eines zufällig aufgefundenen alten Planes wiederentdeckt.
1757
Doppelgrabmal Schönborn und Stirum
Der Entwurf stammt vom kurzfürstlichen Hofbaumeister Johann Seitz in Trier. Die Ausführung besorgte der Marmoriere Stephan Strahl.
1770
Grabmal für Franz Christoph von Hutten
Das Epitaph von Kardinal Hutten wurden von Stephan Strahls Sohn Johann, kurtrierischer „Marmorierer“, nach Plänen von Joachim Günther errichtet.
1810
Grabmal für Wilderich von Walderdorf
Der letzte Speyrer Fürstbischof Graf Wildrich von Walderdorf, wurde nach seinem Tod in der rechten Gruftnische der Bischofsgruft in der St. Peterskirche beigesetzt.