Sanktuarium posiada jedną z największych powierzchni witrażowych co do kubatury kościoła.

Pierwszy segment kościoła:
Okno w prezbiterium zdobi witraż, projektowany przez Tadeusza Brzozowskiego, jedno z ostatnich dzieł tego artysty. Projektantem pozostałych witraży jest Maciej Kauczyński.

Drugi segment kościoła:
Witraże w oknach z lewej strony (patrząc w kierunku ołtarza) przedstawiają historię objawień Matki Bożej – siostrze Katarzynie Laboure. Witraż w oknie z prawej strony przedstawia osoby związane z kultem NMP Cudownego Medalika: św. Maksymiliana Kolbe, papieża Jana Pawła II, bł.Edmunda Bojanowskiego, założyciela Zgromadzenia Sióstr Służebniczek.
Powyżej tych dwóch okien witraż przedstawiasceny ewangeliczne z życia i działalności Jezusa Chrystusa.

Trzeci segment kościoła:
Witraże z prawej strony w trzecim segmencie przedstawiają sceny z życia Kościoła: Matka Boska adorowana przez świętych Wojciecha i Stanisława, św. Kazimierz z Matką Boską Ostrobramską, św. Jacek, błogosławiony Jakub Strzemię i Katedra Lwowska, św. Stanisław Kostka, św. Jadwiga Śląska, św. Brat Albert i Bazylika Mariacka w Krakowie, bł. kard. Stefan Wyszyński oraz Bazylika św. Piotra w Watykanie, papież Benedykt XVI i papież Jan Paweł II. Z lewej strony – sceny z życia założyciela Zgromadzenia Księży Misjonarzy – św. Wincentego a Paulo.

Czwarty segment kościoła – widziany po odróceniu się w stronę wyjścia:
Po prawej stronie w witrażu przedstawiony jest m.in. bł. Edmund Bojanowski i 4 rodziny Sióstr Służebniczek, pracujących w ochronkach dla dzieci. Po lewej ilustracje Chrystusowego zlecenia „Idźcie i nauczajcie wszystkie narody”; Kościół współczesny w Polsce oraz Kościół polski na misjach (Zair, Madagaskar, Brazylia, Francja, USA, Austria, Białoruś, Ukraina).

Piąty segment kościoła:
Nad wejściem do kościoła znajduje się witraż, który przedstawia zesłanie Ducha Świętego. Został zaprojektowany na wzór witraży Stanisława Wyspiańskiego. Można podziwiać go nocą, stojąc na zewnątrz kościoła.