В интерьерах церкви сохранилась настенная живопись с сюжетами Ветхого и Нового Заветов. Живопись, как тематическая так и орнаментальная, выполнена на высоком художественном уровне в середине XIX века мастерами знаменитой иконописной Палехской школы. Реставрация живописи проводилась: в 1862 году, в 1905-1906 годах, в 1973 году и 1987-1988 годах. В 1905-1906 годах храм был реставрирован мастерами-иконописцами иконописной мастерской Ивана Ивановича Парилова в “итальянской” манере палехского фряжского стиля. При подготовке композиций фресок использовались библейские сюжеты гравюр Юлиуса Шнорра и французских художников-графиков. Таким образом, по сегодняшним меркам, Свято-Знаменский храм является уникальным памятником не только русской, но и европейской культуры.