Окраска стен памятника охрой с белыми пилястрами и красными филенками относится к XIX веку. До этого фасады церкви белили.
В церкви Иоанна Лествичника почти полностью сохранилось первоначальное убранство интерьера. В главном иконостасе на расписных тяблах уцелело большинство деисусных и пророческих икон XVI века, а также небольшой придельный иконостас. Только из нижнего местного ряда иконы XVI века вместе с храмовым образом Иоанна Лествичника «в житии» вывезены в Государственный Русский музей. Сохранившиеся иконы праздничного ряда и две иконы в пророческом ряду (центральная и крайняя справа) появились в ансамбле в XVIII-XIX веках. Пророческие иконы в наклонном положении удерживаются при помощи разделительных брусков, которые устроены так, что угол наклона икон можно менять. Церковь никогда не расписывалась, побелка ее стен имела тепловатый оттенок, прекрасно гармонировавший с общим колоритом иконостаса. По стенам и у столбов в киотах и на расписных полках стояли и висели преимущественно небольшие иконы, кресты, складни. По-видимому, был обычай собирать именно в этой церкви разнообразные мелкие резные и расписные произведения прикладного искусства.
Убранство интерьера дополняли разноцветные пелены под иконами местного ряда, деревянные расписные подсвечники — «тощие свечи» и несколько паникадил, висевших перед иконостасом и посередине церкви. Все это как дорогая оправа обрамляло массивный иконостас с его эффектной, торжественно звучащей живописью. С течением времени многие детали убранства бесследно исчезли, но как прежде сумрачно светятся на узорных тяблах громадные иконы полуфигурного деисуса. Их десять, не хватает только одной. Написаны они широко, обобщенно. В их живописи, особенно на таких иконах, как «Иоанн Предтеча», «Апостол Павел», «Василий Великий», «Архангелы», чувствуется рука монументалиста, умевшего соотнести каждый отдельный образ с размерами всего иконостаса и заставить посетителя проникнуться невольным волнением еще на пороге церкви. Художник писал быстро, уверенными мазками. Со временем краски стали прозрачнее и отдельные мазки сейчас сильно выявились, особенно на разноцветных фонах. Между изображениями и фоном нет обычного для икон контраста, резких высветлений на одеждах. В ярких одеяниях изображены только воины Дмитрий (справа) и Георгий (слева), что является традиционным для этих персонажей. Необычными кажутся написанные в два цвета крупные нимбы. Такой прием встречается на других иконах, но там, как правило, цветовой переход сглажен, а на нимбах кирилловских икон цвета сопоставлены смело, неожиданно — красный и зеленый, розовый и синий, поэтому они по-своему уникальны. Удивительно удачно дополняют живопись расписные тябла. Их выполнили те же художники, использовав, как и на иконах, в основном земляные пигменты.
Стиль икон не оставляет сомнения в их местном северном происхождении. Они близки иконам из Успенского собора города Белозерска, которые датируются серединой XVI века. Их стилистическая близость позволяет предполагать, что они могли быть созданы в одной мастерской.
Прототипами для таких деисусов, как в церкви Иоанна Лествичника и Успенском соборе Белозерска, стали распространенные в Византии и получившие популярность на Руси полуфигурные деисусы. Один из них в XIV веке был привезен из Византии в Высоцкий монастырь под Серпуховом. С византийских икон делались многочисленные копии — «списки». Специалисты считают, что под влиянием этих икон Андрей Рублев создал для собора в Звенигороде свой знаменитый «звенигородский чин», украшающий сейчас коллекцию Третьяковской галереи. Этот особый иконографический вариант отличается от византийского. Оба варианта — и византийский, и рублевский — получили чрезвычайное распространение на Руси в XV–XVI веках в многочисленных повторениях. Однако с течением времени в новых иконах стирались черты близости к прототипам. Ценность кирилловского и белозерского деисусов еще и в том, что они гораздо определеннее, чем другие ансамбли, сохранили связь: первый — с иконографией византийского деисуса, второй — с его русским вариантом — «звенигородским чином» Рублева.
До начала реставрационных работ из внутреннего убранства церкви внимание специалистов привлекали только богато украшенные замысловатой резьбой позолоченные царские врата со створками, сплошь покрытыми ветками крупных спиральных побегов и характерными пальметтами с желобчатыми листьями. На центральном валике и в обрамлении филенок много других измельченных и дробных орнаментальных сеток не слишком удачно согласованных по размеру. При своей пышности и замысловатости эти врата все-таки уступают близким по мотиву резьбы вратам из церкви Сергия, которые отличаются изысканным лаконизмом орнаментальной композиции.