整个空间中最醒目的元素就是由彩绘玻璃装饰的空间和玻璃窗格。绿色、蓝色、橙色和红色的方形玻璃拼成的隔板，插入人字形衡量之间，以及楼梯空间的两侧，表现出现有木质结构的几何形状，同时彩色玻璃窗格也暗示着这里过去作为一座教堂的历史。

早在百年之前，土山湾孤儿院就开始了彩绘玻璃的制作和生产。由于彩绘玻璃的制作涉及到绘画技巧，因此花玻璃工场附设于图画馆。根据《徐汇纪略》的介绍：“近日新添彩绘玻璃，将人物鸟兽彩画于玻璃上，后置炉中煨炙，彩色深入玻璃内，永久不退，中国彩绘玻璃，此为 出品处。”可见，土山湾是国内彩绘玻璃制作和生产的鼻祖，产品主要供应全国各地的教堂。随着年代的更替，上海教区现有的圣堂中，除了洋泾浜天主堂保留有一部分的彩绘玻璃原物之外，其它所有的教堂都是通过翻修的机会复原或是新添了新彩绘玻璃。而洋泾浜天主堂的彩绘玻璃完全是舶来品，当时的土山湾还没有制作和生产彩绘玻璃的技术。
当伴随着风琴的庄重悠扬的声调，沉静的气息烘托教堂的基调，五彩斑斓的光色透过窗户上彩绘玻璃洒进深暗的大堂，只是作为仅有的高调活跃深色的旋律，而这一旋律正发生着变化。