Настенная орнаментальная и тематическая роспись собора выполнена в неовизантийском стиле с применением золотого фона и геометрических орнаментов по подобию Владимирского собора в Киеве. Полноценной картиной с законченным сюжетом выглядит изображенный на одном из боковых сводов библейский сюжет "Христос перед Пилатом". Художнику удалось передать величие духа Иисуса и ничтожность напыщенности и властолюбия прокуратора Понтия Пилата, взявшего на себя полномочия вершить судьбы людей. Каждая деталь: высокое кресло, горделивый поворот головы Пилата, чистый взгляд Христоса, боязливые, застывшие в ожидании фигуры секретаря и легионеров подчеркивают значимость момента. Чей именно кисти принадлежит этот шедевр неизвестно, вероятнее всего, это совместная работа. Как известно, роспись храма выполняли в 1892-1893 годах братья Павел и Александр Сведомские, Василий Верещагин, Фирс Журавлев, Николай Пимоненко, Александр Мурашко.