Усі збережені мозаїки Софії - це оригінали 11 століття. У місцях пошкодження мозаїк у 19 столітті зроблено розписи олійними фарбами.

У зеніті центрального купола, в медальйоні діаметром 4,1 м, бачимо монументальне зображення напівфігури Христа-Вседержителя. Христос - у пурпуровому хітоні та блакитному плащі. Медальйон обведений дев’ятьма різнобарвними колами, що нагадують райдугу. Навколо Христа-Вседержителя чотири архангели, з яких лише один (у блакитному вбранні)- мозаїчний, а інші в 1884 р. домалював олією М.В.Врубель. У простінках між вікнами барабана зображені дванадцять апостолів, з них мозаїчною збереглася лише верхня частина постаті Павла.

З чотирьох зображень євангелістів на парусах, що підтримують купол, цілком залишилася постать Марка на південно-західному парусі. Марко сидить на стільці перед розкритим євангелієм. У правій руці він тримає перо, в лівій - сувій. На ньому хітон сіро-білого кольору і гарний пурпуровий плащ. Тут застосовано також зелену, жовту і золоту смальти, що значно збагачують загальний колорит композиції. Від решти мозаїчних зображень євангелістів до нас дійшли тільки невеликі фрагменти. Серед них дуже цікаве зображення маленького столика з письмовим приладдям на південно-східному парусі ( фрагмент композиції « Євангеліст Матвій» ).

Безпосередньо під арками, що підтримують центральний купол, у давнину містилося чотири мозаїчних медальйони. Від них збереглися лише два - з зображенням Христа-священника над східною аркою і Богоматері - над західною.

На північній і південній підпружних арках вціліло п’ятнадцять мозаїчних медальйонів із зображеннями мучеників. На стовпах передвівтарної арки (над іконостасом)-мозаїчна сцена «Благовіщення»:ліворуч-архангел Гавриїл, праворуч-діва Марія. Обидві частини композиції дуже гарні за колоритом. Гавриїл у білому вбранні із зеленкуватими, пурпуровими і чорними відтінками. Звучання білого кольору посилюють червоні сандалії, жезл і смуги на рукавах. На Марії одяг глибокого синього кольору, пожвавлений золотом на рукавах і кінцях мафорія. З синявою одягу контрастують червоні чобітки і пряжа в руках Богоматері.

Над аркою вівтаря розміщена композиція «Деісус»-три медальйони з погрудними зображеннями Христа, Богоматері та Іоанна Хрестителя.

У склепінні головного вівтаря видно величезну постать богоматері-Оранти, яка молиться. Ця постать домінує над розписами інтер’єра . Висота її близько 6 м. Богоматір стоїть з піднятими руками на широкому помості, прикрашеному дорогоцінним камінням. На ній - синій хітон, пурпуровий мафорій із золотими складками і червоні чобітки. З-за пояса звисає біла хустка Постать Оранти виділяється серед розписів собору особливою величчю, монументальністю і соковитістю барв.

Під Орантою - багатофігурна композиція «Євхаристія»-символічна сцена причащання апостолів. У центрі - престол, обабіч якого стоять ангели з рипідами. Біля них двічі зображено постать Христа . Він причащає хлібом і вином апостолів, які урочисто підходять до нього з обох боків. Апостоли і ангели в світлому вбранні, Христос у синьому плащі і пурпурному хітоні із золотими складками. Малиновий престол у центрі надає композиції особливої кольорової насиченості

Усі мозаїки собору виконані на сяючому золотому фоні. Їм притаманні багатство барв, яскравість і насиченість тонів.

При всій кольоровій різноманітності мозаїк переважаючими тонами є синій і сіро-білий у поєднанні з пурпуровим. Кожен колір має багато відтінків: синій-21, зелений-34, червоно-рожевий-19, золотий-25 та ін. Це свідчить про високий розвиток у Стародавній Русі скловарної справи і техніки виготовлення смальти. Всього палітра мозаїк собору налічує 177 відтінків кольорів. Смальта виготовлена із скла, забарвленого в різні кольори додаванням солей і окислів металів. Зображення виконані безпосередньо на стіні шляхом вдавлювання у вогку штукатурку кубиків смальти, розміри яких у середньому близько 1 куб. см. У наборі облич часто зустрічаються дрібніші кубики - близько 0,25 куб. см. Грунт під мозаїками тришаровий, загальна товщина його 4-6 см. Крім смальти, використано кубики з природного каміння.

Біля кожної мозаїчної композиції є написи грецькою мовою, що пояснюють сюжет.

Імена мозаїстів невідомі. Однак художні особливості окремих зображень і способи укладання смальти дають можливість визначити склад бригади майстрів у кількості восьми чоловік (не рахуючи підмайстрів).

Під час реставраційних робіт мозаїки очищені від бруду і укріплені в місцях відшарування штукатурної основи. Мозаїки головного купола і вівтаря собору гармонійно поєднуються з фресковим розписом.

ФРЕСКИ

Фрески прикрашали у давнину всі бокові стіни споруди, галереї, башти і хори. В 17 столітті первісний живопис під час ремонту частково оновлювався клейовою фарбою. На рубежі 17-18 ст. древні фрески, на той час пошкоджені, були поштукатурені й забілені. У 18 ст. на первісному стінописі були зроблені нові олійні зображення, що відповідали вимогам епохи. В середині 19 ст. фрески були розчищені з-під розпису 18 ст. і знову закриті олійним живописом, який не відзначався художньою цінністю, хоча сюжети його в основному повторювали іконографічну схему стародавніх фресок, які збереглися на той час.

У процесі реставраційних робіт фрески 11 ст. розчищено з-під пізніших нашарувань, укріплено місця відшарування фрескової штукатурки. Пізній живопис залишено в місцях, де фрески втрачено, для збереження єдності стінописного ансамблю собору. В окремих місцях збереглися композиції 17 і 18 століть.

До системи фрескового розпису входять багатофігурні сцени, зображення святих на повний зріст, напівфігури святих, численні орнаменти.

У центральному підкупольному просторі бачимо багатофігурні євангельські сцени розповідного характеру - про діяння і жертву Христа, про поширення християнського віровчення. У давнину композиції розміщувались в хронологічній послідовності по колу, зліва на право, зверху вниз трьома регістрами.

Початкові сцени циклу були змальовані на склепінні трансепту і західної частини центрального нефа. Жодна з фресок верхнього регістра не збереглася до наших