Интерьер собора
Интерьер собора сохранил большое количество фресок и мозаик XI века, выполненных лучшими византийскими мастерами. Палитра мозаик насчитывает 177 оттенков. Стиль мозаик соответствует византийскому искусству первой половины XI века, так называемому аскетическому стилю.
Мозаикой был украшен центральный купол, его барабан, паруса и подпружные арки, а также центральная апсида и два стоящих по бокам от неё восточных столпа. В зените купола располагается мозаика с изображением Христа Вседержителя (Пантократора), вокруг Него представлены четыре архангела. Из них сохранился лишь один древний мозаичный, остальные дописаны в XIX веке М. А. Врубелем масляными красками. В барабане между окнами изображены фигуры апостолов (от XI века сохранилась только одна фигура апостола Павла), ниже, на парусах купола, изображены пишущие евангелисты. Среди них с древних времён сохранилась лишь фигура евангелиста Марка. На подпружных арках располагаются медальоны с поясными фигурами 40 севастийских мучеников.
Самая известная мозаика собора — Богородица «Нерушимая Стена» — находится в конхе (сводчатой части) центральной алтарной апсиды. Под ней изображена Евхаристия — причащение апостолов Христом, а ещё ниже святители — древние святые епископы, Отцы Церкви.
Богородица «Нерушимая Стена»
На восточных столпах собора сохранилось изображение Благовещения (на одном столбе фигура архангела Гавриила, на другом — Богоматери). Мозаика была создана около 1040 года и является старейшим в русском искусстве изображением данной сцены.
Остальная часть интерьера была расписана фресками. На сводах были не сохранившиеся до наших дней двунадесятые праздники, соответствующие важнейшим моментам евангельской истории. На боковых стенах центрального пространства (на боковых аркадах) сохранились сцены Страстей Христовых и Его Воскресения, цикл заканчивался сценами послания апостолов на проповедь и сошествием на них Святого Духа. Фресками расписаны и боковые апсиды, где представлены циклы детства Богоматери (протоевангелие), деяния апостолов, житие святого Георгия, деяния архангела Михаила, соответственно с освящёнными здесь приделами.
Многочисленные столпы собора и стены галерей покрыты образами святых. Своды и малые купола украшены изображениями небесных сил, в медальонах представлены поясные фигуры ангелов. В западной части подкупольного креста находилась ктиторская композиция. От неё сохранились лишь боковые части, а остальное изображение реконструируется по рисунку А. ван Вестерфельда, сделанному в 1651 г. По сторонам от Христа здесь, вероятно, были изображены князь Ярослав Мудрый с макетом собора в руке и его супруга Ирина, а по бокам от них — сыновья и дочери. Возможно, непосредственно перед Христом были изображены равноапостолольные князь Владимир и княгиня Ольга.
Наиболее необычны изображения в лестничных башнях. Здесь представлены сцены придворной жизни, константинопольский ипподром, музыканты, охота.
Также на стенах храма сохранилось множество граффити, в том числе XI—XII веков.
Семья Ярослава Мудрого. Фреска.