Die zwischen Nord- und Ostflügel eingefügte Kapelle des Gifhorner Schlosses ist einer der ersten Sakralbauten, die in Deutschland für evangelische Gottesdienste erbaut wurden. Infolge der Reformation wurde sie 1547 im Auftrag von Herzog von Franz von Braunschweig- Lüneburg und wahrscheinlich durch dessen Baumeister Michael Clare fertiggestellt. Seit der letzten Renovierung 2008 zeigt sie sich wieder in einem dem Original so nahe wie möglich kommenden Zustand.
Highlights des Raumes sind zum einen die beiden lebensgroßen, zeitgenössischen Holzplastiken von Herzog Franz und seiner Frau Herzogin Klara. Links und rechts des Altars thronen sie, ihm zugewandt, in kniender, betender Haltung: Franz in voller Rüstung, den Helm an der Seite, Klara mit langem, über den Rücken fallenden Haar und in einem faltenreichen Kleid. Doch nur der bereits 1549, nach kurzer Ehe verstorbene Herzog liegt in dem Sarkophag unter seinem Ebenbild bis heute begraben. Die Herzogin, die ihn um 27 Jahre überlebte, verstarb erst 1576 auf einer Reise in Barth, heute Mecklenburg-Vorpommern, und wurde dort beigesetzt.
Einen weiteren Höhepunkt bildet das deutlich jüngere Altarbild. Das von dem Berliner Künstler Johannes Grützke geschaffene Gemälde „Der ungläubige Thomas“ ersetzt – seinerzeit durchaus kontrovers gesehen – seit 1983 den 1862 abgegebenen spätmittelalterlichen Altarschrein. Diesen zeigt heute das Niedersächsische Landesmuseum Hannover.
Die Kapelle ist heute Teil des Historischen Museums Schloss Gifhorn und kann im Rahmen eines Museumsbesuches besichtigt werden. Doch auch darüber hinaus wird der schöne Sakralbau aktiv genutzt – für Andachten, Hochzeiten, Ausstellungen, Vorträge und Konzerte.