В кафедральном Рождество-Богородицком соборе Вологды находится одна из наиболее почитаемых в Вологде чудотворных икон Божьей Матери, «Всех скорбящих Радость», по преданию принадлежавшая Угличским князьям Дмитрию Андреевичу и Ивану Андреевичу, до 1918 г. находившаяся в домовой церкви тюремного замка. В кафедральном соборе хранится также чудотворная икона Всемилостивого Спаса (или список с неё), созданная вологодским иконописцем 23 октября 1654 г. для обыденной Всеградской Спасской церкви в благодарность об избавлении Вологды от эпидемии чумы (после закрытия Спасо-Всеградского собора в 1926 г. икона поступила в вологодскую церковь Кирилла Белозерского в Рощенье, в конце года передана в музей). В соборе хранится также чудотворная Казанская икона Божьей Матери из Никольской Глинковской церкви. В Спасском соборе Прилуцкой обители с 1996 г. находится список с чудотворного образа Димитрия Прилуцкого (1503 г.). С 1992 г. в храме в честь Казанской иконы Божьей Матери в селе Дунилове Никольского района находилась Дуниловская икона Божьей Матери, явившаяся 29 июня 1677 г. жителю Никольской слободки (ныне город Никольск) Д. Кохалевскому и до 1764 г. находившаяся в дуниловской Богородицкой пустыни; в августе 2002 г. образ был похищен. В 1893 г., по сведениям, предоставленным в Святейший Синод, в епархии находилось 26 почитаемых чудотворных икон, семь из них – в храмах Вологды. Помимо вышеназванных икон почиталась также явленная чудотворная икона Божьей Матери «Всех скорбящих Радость», с 1766 г. хранившаяся в Воскресенском кафедральном соборе, с 1891 г. ежегодно препровождавшаяся с крестным ходом к месту явления – в Богоявленскую церковь в Грязовецком уезде. В кафедральном соборе почитался также образ Святой Троицы, написанный, по преданию, Стефаном Пермским («Зырянская Троица»). Икона, прежде находившаяся в Коми крае, была перенесена в Вологду при епископе Арсении (1796–1802 гг.), в настоящее время – в Вологодском музее-заповеднике. Многими чудотворениями, в особенности во время эпидемий холеры 1830, 1870 гг., был известен образ Успения Божьей Матери из Семигородной Успенской пустыни, приписываемый кисти Дионисия Глушицкого (в настоящее время в Вологодском музее-заповеднике), а также явленная икона Божьей Матери «Семистрельная» из церкви Иоанна Богослова на реке Тошне близ Вологды (в настоящее время в Лазаревской церкви Вологды). Во время эпидемий или при угрозе их появления с иконами совершались крестные ходы, последний состоялся в 1911 г. Явленный образ Божьей Матери «Знамение» (1571 г.) был святыней Иоанно-Предтеченского храма в Дюдиковой пустыни. В честь явления иконы был возведён тёплый храм, и совершалось ежегодное празднование 2 сентября. В кафедральном Рождество-Богородицком соборе Вологды в верхнем храме находится рака с мощами Иоасафа Каменского, в часовне близ кафедрального собора почивают под спудом мощи блаженного Николая Рынина. В вологодском храме святителя Николая во Владычной слободе почивают мощи святителя Антония (до 1988 г. находились в вологодском Софийском соборе). В Спасо-Прилуцком Димитриевом монастыре в нижнем храме во имя преподобного Димитрия под спудом находятся мощи Димитрия Прилуцкого и преподобного Игнатия, вериги Угличских князей преподобных Димитрия и Игнатия.