En el muro oriental del primer tramo del brazo norte del transepto, bajo el correspondiente arco del triforio, se abre el arco de acceso a la pequeña capilla gótica de San Nicolás, paralela al primer tramo del brazo norte de la girola y que es la más antigua de la catedral, pues fue fundada en el primer tercio del siglo por Pedro Díaz de Villahoz, capiscol de la catedral fallecido en 1230; se cubre con bóveda de crucería simple, octopartita; se ilumina con dos alargadas ventanas ojivales, sin mainel ni tracería; está influenciada en su arquitectura por el tardorrománico cisterciense, recordando a la de las capillas absidales del templo del monasterio de Santa María la Real de Las Huelgas, y contiene el sepulcro gótico del fundador y un pequeño retablo románico, del siglo , que fue traído, en la década de los veinte del siglo , del expriorato benedictino de Santa María de Mave (Palencia).