Malgré les dégradations dues aux séismes, aux intempéries, ou à l’inconscience des hommes, les peintures murales qui recouvrent murs et piliers de la moitié orientale de l’église constituent un exemple exceptionnel de fresques. De facture byzantine et de grande qualité, exécutées par des iconographes grecs-orthodoxes, les spécialistes les datent du troisième quart du XIIème siècle, sous l’empereur Manuel Comnène, elles appartiennent à la phase «dynamique» du style Comnénien.
L’iconographie de l’Église comprend principalement cinq scènes :
Les fresques des trois absides peuvent être associées au Jugement Dernier : dans l’abside nord, l’Intercession est figurée dans la scène de la Déisis ; dans l’abside centrale, la Descente du Christ aux Enfers préfigure sa Résurrection ; et dans l’abside sud, le Sein d’Abraham, représentation des Trois Patriarches, symbolise le Paradis.
Sur les deux murs latéraux : au nord, la Dormition de la Mère de Dieu ; au sud, la Crucifixion.
D’autres scènes, parfois assez détériorées, ont été peintes : la Présentation du Seigneur au Temple, l’Adoration des Mages, l’Annonce de la Naissance de Saint Jean-Baptiste à son père Zacharie dans le Temple…
Sur deux des six piliers centraux sont représentés : Saint Jean le Précurseur (Jean-Baptiste), et peut-être Saint Zacharie, son père (revêtu des habits de Grand-Prêtre).
Ces fresques ont été décrites pour la première fois par le Comte de Piellat, en 1903 ; cet ami des communautés catholiques de Jérusalem a représenté avec beaucoup de talent, à travers des dessins et des aquarelles, les peintures qu’il observait sur les murs de l’église alors en restauration.
En 1995 des restaurateurs allemands (M. Maul et M. Boimling) ont commencé un nettoyage des fresques. C’est une autre équipe, sous la direction de Mme Isabelle Dangas, qui a pu continuer et parfaire ce travail de restauration dans les années 2000-2001, mettant exceptionnellement en valeur les couleurs des fresques.