Первоначально храм внутри был расписан художником С. В. Чехониным фресками в древнерусском стиле. При восстановлении церкви был сохранён стиль её росписи на основе сохранившихся изобразительных материалов. Стены декорированы растительным орнаментом, выдержаны в голубых тонах. Здесь же размещены четыре сюжета: на северной стене — «Благословение старцем отрока Варфоломея»; на южной — «Благословение преподобным Сергием Радонежским благоверного князя Дмитрия Донского на Куликовскую битву»; на алтарной арке слева — «Поклонение волхвов»; справа — «Явление воскресшего Христа Марфе и Марии».