Выдающееся значение имеют фресковые росписи интерьера собора. В течение двух сезонов (1647-1648) здесь работали художники во главе с известным мастером Марком Матвеевым.Тяга к яркости, узорочью, повышенной занимательности, столь характерная для русского искусства XVII века, щедро проявилась в росписях монастырского собора. Интересна сюжетным богатством и художественным решением композиция Страшного суда на западной стене, где выделяются изображения иноземцев – людей в западноевропейских и восточных одеждах, подгоняемых "нечистой силой" в огонь.
Расчищенный реставраторами от поздних записей, уникальный ансамбль фресок Успенского собора в наше время предстает во всем своем великолепии.