В 1652 году по указу государя Алексея Михайловича началось возобновление стенописи, пришедшей в ветхость. Мастерам указали сбить старую роспись, составив её описание, и приступить к выполнению новой. Однако работы приостановили из-за нехватки денег в казне после затяжных войн с Польшей и Швецией. Продолжили реставрацию в 1660-м и закончили через шесть лет. На последнем этапе артель мастеров возглавлял изограф Симон Ушаков. С ним работали девяносто два художника, среди которых: Степан Резанец, Сидор Поспеев, Яков Казанец, Фёдор Зубов, Фёдор Фёдоров Козлов, Иосиф Владимиров, Гурий Никитин и Сила Савин. В 1677 году Ушаков написал для собора посмертную парсуну царей Михаила Фёдоровича и Алексея Михайловича. В 1680-м был создан новый резной иконостас.