Так, сведения о разрушении живописи имеются уже в 1756 г., когда «стенное иконное писание послиняло да и опало, и от стен обвалилось, а иное хотя небольшое дело частями и не отвалилось и на стенах значится, и то ветхое же, и слиняло, и отстало от стен прочь». Приводимые протоиереем В.В. Косаткиным данные о ремонте 1843 г., во время которого Строительная комиссия «старую штукатурку в алтаре, церкви и на хорах сбивала во всех местах, неровные камни, где нужно, обтёсывала и все стены перетирала, как нужно под росписание», исследователи рассматривают как указание на очистку стен от прежней штукатурки, покрывавшей голые стены собора, коль скоро обнаруженные тогда же фрески XII в. под хорами были сохранены «реставраторами» в целости (подготовленные под роспись стены храма расписаны к 30 сентября 1843 г.). Сведения об открытии древних фресок в 1843 г. и об их возобновлении летом 1844 г. сохранились в делах архива Святейшего Синода. Согласно рапорту, направленному в Синод архиепископом Владимирским и Суздальским Парфением (Васильевым-Чертковым), комиссия, учреждённая императором Николаем I для приведения собора в первоначальный вид, обнаружила при снятии со стен двойной штукатурки «на первобытной штукатурке в сводах под хорами изображения древнего греческого письма». К рапорту были приложены копии с фресок, снятые в процессе её раскрытия палехским иконописцем М.Л. Сафоновым. Синод постановил «сохранить случайно открывшуюся во Владимирском Дмитриевском соборе на стенах и сводах под штукатуркою живопись с тем, чтобы исследовано было в точности, к какому времени оная может быть отнесена». Для освидетельствования древней росписи в июне 1844 г. во Владимир был командирован Фёдор Григорьевич Солнцев, датировавший фрески XII в. и определивший их принадлежность к композиции «Страшный Суд». Тогда же он сделал девять рисунков Дмитриевского собора (на семи сохранившиеся архитектурные части собора, на двух раскрытая реставраторами древняя живопись). На первом листе он воспроизвёл «№1 Страшный Суд, №2 Сидящих праотцев в раю», на втором – «12 апостолов с небесными силами на Страшном Суде». По рекомендации Ф.Г. Солнцева 27 июля 1844 г. фрески были возобновлены «в прежнем древнем вкусе» М.Л. Сафоновым. Расчистка древней живописи, подвергшейся повторной реставрации в 1890 гг., произведена в 1918 г. Всероссийской реставрационной комиссией под руководством И.Э. Грабаря: были удалены прописи XIX в., загрязнения и цемент из трещин. Для полноты композиции «Страшный Суд» на некоторых участках стен фрагменты живописи XIX в. были сохранены. На протяжении 1930 – начала 1950 гг. в ходе систематического удаления со стен Дмитриевского собора живописи XIX в. производился поиск древнего живописного слоя. В 1937/1938 и в 1940 гг. разведки в барабане, парусах, апсиде и на южной стене над хорами производились П.С. Касаткиным и Павлом Ивановичем Юкиным; в юго-западной части собора П.С. Касаткиным был обнаружен (1938 г.) небольшой участок фрескового грунта со слабыми следами древнего орнамента.