La chapelle Sainte-Marie fut aussi nommée "Chapelle royale" du XVI^e au XX^e siècles avant de devenir "Chapelle de l'abbé" pour quelques décennies. Elle retrouve son nom médiéval après la restauration de 2006.

Édifiée sous le règne de Louis IX (Saint Louis), vers 1255-1260, son architecture est proche de celle d'édifices parisiens aujourd'hui disparus comme le trésor de la Sainte-Chapelle du Palais et la chapelle de la Vierge de Saint-Germain-des-Prés.

Elle se situe dans la lignée des saintes chapelles du département de l'Oise comme celle Saint-Maurice, à Senlis, ou de de Saint-Germer de Fly.

Réunie autrefois à l’hôtel de l’abbé par un portique de treize arcades, la chapelle Sainte-Marie échappa aux destructions de la fin du XVIII^e siècle et fut restaurée par l’architecte Corroyer à l’initiative de Mme de Vatry dans la seconde partie du XIX^e. Elle est composée d’une nef à deux travées droites terminée par une abside à cinq pans.
Les arcs de la croisée d'ogives ne reposent plus sur les mêmes tailloires que les arcs fomerets occupés par de  vastes baies qui correspondent à la largeur d'une travée. Les fenêtres peuvent  être ainsi réculées par rapport à la nef, donnant de l'air au bâti intérieur et atténuant l'impression massive des contreforts, à l'extérieur.
Les vitraux du XIII^e dont certains élements demeurent, étaient en grisailles agrémentées de quelques motifs en couleur. De même qu'à la Sainte-Chapelle de Paris, les fleurs de lys de Saint Louis et les châteaux de Castille de la co-régente, Blanche, bordent les vitraux du chœur.

Jean de Montreuil (1354-1418), un des représentants les plus importants de la vie intellectuelle de la France septentrionale à la fin du Moyen Âge, mentionnait dans cette chapelle une Vierge à l’Enfant digne des plus grands sculpteurs de l’Antiquité, Apelle, Lysippe ou Praxitèle. Elle est conservée aujourd’hui à l’église paroissiale de Baron.

La façade vers l’abbatiale est percée d’une porte en arc brisé, d’une grande rose et d’une fenêtre avec abat-sons, dans le pignon.

Hubert-Robert (1733-1808)  Chapelle de Chaalis.
© Musée de Besançon

Certains bâtiments accotés à la chapelle sont fort probablement nés de l'imagination de l'artiste.

N.B. Hubert Robert apprend le dessin auprès de Michel Ange Slodtz qui participe à la sculpture des nouvelles stalles de l'abbatiale de Chaalis.

Les murs gouttereaux sont décorés de gargouilles néo-médiévales dessinées par Paul Balze vers 1875.