No interior da Igreja, destacam-se os dois túmulos góticos: o de D. Dinis e um outro atribuído a um seu descendente. O túmulo de D. Dinis é o primeiro a introduzir a monumentalidade na tumulária portuguesa. Um dos monumentos fúnebres mais belos do gótico português, este túmulo data da 1ª metade do século XIV, tendo sido classificado como Monumento Nacional. O programa iconográfico, que terá sido escolhido pelo próprio D. Dinis, traduz o simbolismo da “boa morte”, ou seja, um bom rei sabe morrer… Mensagem de grandeza, temor e agradecimento a Deus, para que fosse bem recebido no céu. A submissão do poder político ao poder espiritual está representada na imagem de D. Dinis ajoelhado perante São Bernardo de Claraval.
Inicialmente localizado ao centro da igreja, conforme determinação do monarca, e protegido com gradeamento, foi posteriormente mudado para a sua localização atual. Com o terramoto de 1755, que causou o abatimento da cobertura da igreja, o túmulo ficou muito danificado. Alvo de duas intervenções de restauro no século XIX (1861 e 1880), em 1939 procede-se à sua abertura no âmbito de obras de recuperação da igreja.
Entre 2016 e 2022, os túmulos de D. Dinis e do Infante foram alvo de uma intervenção de Conservação e Restauro no âmbito de um projeto de cooperação entre a Câmara Municipal de Odivelas e a Direção-Geral do Património Cultural. A intervenção prevista circunscrevia-se às arcas mas, em 2019, foi alargada ao seu conteúdo. Tratou-se de um estudo articulado entre áreas de investigação de conservação e restauro, bioantropologia e arqueologia, abrangendo o tratamento pétreo e consolidação das policromias existentes na escultura tumular, e com resultados surpreendentes, que incluem a descoberta da absolutamente extraordinária espada do rei.
