În Mănăstirea Lavra se păstrează o bucată din Lemnul Cinstitei Cruci, capul Sfântului Vasile cel Mare şi capul Sfântului Mucenic Alexandru, oferite Lavrei de către Nechifor Focas; capul Sfântului Ierarh Mihail Mărturisitorul din Sinada şi cel al mucenicului Evstratie, mâna stângă a Sfântului Ioan Gură de Aur - dăruite de împăratul Vasile al II-lea Bulgaroctonul şi de Constantin al VIII-lea; capetele muceniţei Minodora, al mucenicului Teodor cel Sfinţit şi o părticică din capul Marelui Mucenic Teodor Stratilat, aduse în Munte de către împăratul Constantin al IX-lea Monomahul; capul Sfântului Grigore, luminătorul Armeniei, oferit Lavrei în secolul al XIX-lea de către arhimandritul Veniamin, care a fost econom al metocului din Moldova şi care l-a cumpărat de la paşă.

În mănăstire se mai păstrează o parte din capul Sfântului Ioan Botezătorul, o parte din mâna Sfântului Nectarie din Eghina, o parte din moaştele sfinţilor mucenici Mercurie, Procopie, Artemie, Nichita, Mina, Pantelimon, ale apostolilor Andrei şi Luca, ale Sfinţilor Împăraţi Constantin şi Elena, ale Arhidiaconului Ştefan, ale sfinţilor mucenici Ignatie Teoforul, Antipa, Elefterie, Ermolai, Foca, Haralambie, precum şi ale Sfinţilor Cosma şi Damian. Aici se găsesc moaştele sfinţilor lavrioţi Ioan Cucuzel (în întregime), Acachie, Grigore Domesticul, Nicodim Aghioritul şi Nil Izvorâtorul de mir. Printre moaştele păstrate în Marea Lavră se află şi acelea ale mucenicelor Tecla, Nimfodora, Iulita, Paraschiva, Fotinia, Anastasia.

La Marea Lavră, pelerinii se pot închina la patru icoane făcătoare de minuni ale Maicii Domnului Iconomissa, Cucuzeliţa, Eleovritissa (Izvorâtoarea de untdelemn) şi „Împuşcata” (Pyrovolithisa). În mănăstire mai există şi alte icoane făcătoare de minuni, cum ar fi: Icoana Sfinţilor fără de arginţi Cosma şi Damian, Icoana Maicii Domnului „Eghiptissa” de la Peştera Sfântului Atanasie şi Icoana Maicii Domnului numită „Ctitoriţa”, ce se află în biserica Mare, în Paraclisul Sfinţilor 40 de Mucenici din stânga pronaosului.

Dintre relicvele sfinte păstrate la Marea Lavră, menţionăm: părticele din cununa de spini, din Crucea Domnului şi darurile Magilor. Un loc deosebit îl ocupă părticica din lemnul Sfintei Cruci, dăruită de împăratul Nechifor Focas la inaugurarea aşezământului, în secolul al X-lea. Ea se păstrează într-un sipet vechi, împodobit cu zeci de pietre preţioase. Pe capacul sipetului se află următoarea inscripţie, ce atestă  pe proprietarul ei, cuviosul Atanasie: „Cruce a Domnului, ajută-mi mie, monahului Atanasie”. Tot la Marea Lavră se păstrează toiagul şi crucea de fier ale Sfântului Atanasie Athonitul, precum şi o cruce de piept, având încrustate o mulţime de părticele din sfintele moaşte.