W 1640 w świątyni powstał kompleks fresków, rozmieszczonych w pięciu rzędach. Ich twórcami byli Lubim Agiejew z Kostromy, Stiefan Jefimiejew z Jarosławia, Iwan Murawjew z Niżnego Nowogrodu, pod kierunkiem których pracowało dalszych 17 autorów. Freski przedstawiają historię Adama i Ewy, budowę Arki Przymierza, wyjście Żydów z niewoli egipskiej, Sąd Ostateczny, a także postacie książąt jarosławskich i carów rosyjskich oraz św. EliaszaE. Dobrowolska, B. Gniedowski, Jarosławl, Tutajew, Iskusstwo, Moskwa 1971, s.57..
Odrębna kompozycja ukazuje sceny z życia patrona cerkwi. Ujęte w trzy pasy kompozycje znajdują się w nawie głównej cerkwi. Wykonano je w stylu naśladującym klejma z ikon z żywotem świętych, przy zachowaniu maksymalnej oszczędności w detalu i na tle bardzo uproszczonego krajobrazu. Świętego Mikołaja ukazano zarówno w scenach zaczerpniętych z najstarszych żywotów (ratowanie niesłusznie skazanych, rozdawanie jałmużny biednym), ale i w scenach opartych na legendach ruskich (wskrzeszenie chłopca, który utonął w Dnieprze, uratowanie ikon z Narwy przed spaleniem i przewiezienie ich do Moskwy) oraz jednym podaniu serbskim (przywrócenie wzroku oślepionemu Stefanowi Uroszowi Deczańskiemu).