С древнейших времён основу репертуара составляли песнопения знаменного распева. Сохранившаяся часть царской библиотеки для государевых певчих дьяков представлена в большинстве своём созданными самими певцами рукописями (сборники, отдельные тетрадки и листы бумаги), более четверти которых с песнопениями этого распева, некоторые зафиксированы в авторских вариантах. Книги и тетради «всякой разни знаменных» вошли и в опись «нотной» библиотеки государева хора, составленную в 1682 г. В документах нередко упоминается об исполнении знаменных песнопений государевыми певчими дьяками. Так, в январе 1650 г. Богдан Златоустовский был награждён царём за то, что «пропел» для хора Саввина Сторожевского монастыря «празник знаменной». Часто в источниках XVII в. присутствуют указания на пение пространных мелодических версий песнопений, отмеченных как «большое», «большое греческое», «большое со аненаками» и др. В «Царственной книге», написанной в 1570 гг., говорится, что в день смерти великого князя Василия Иоанновича, 4 декабря 1533 г., велено было государевым певчим дьякам «большой станице стати в дверях у комнаты, и начаша пети Святый Боже, большую». В репертуаре государева хора утвердилось и демество, причём в различных вариантах. Один из писцов, например, записал демественный задостойник “Светися, светися” и пометил, что так «мастер пел Християнин лета 7108 (1600) марта 21»; затем он зафиксировал “Аллилуию” с указанием «Радилово демество» и многие другие песнопения демественной нотацией. Среди рукописей государевых певчих дьяков есть и демественные многолетия царям. Книги Демественники написали Михаил Осипов и Богдан Златоустовский. В ноябре 1635 г. большие станицы государевых певчих дьяков получили сукна за то, что «пели они перенос (херувимскую) большой спускной демеством в церкве Нерукотворного образа Спасова на Сенях». Чин царского многолетия, как правило, они пели «большим демеством». Определённое место в репертуаре государевых певчих дьяков занимали песнопения путевого распева. В списках начала XVII в. встречаются многолетия царям Борису Годунову и Василию Шуйскому или стихиры в честь Московского митрополита Петра. В это же время были написаны Юрием Букиным и Юрием Фёдоровым «Стихирари путём», которые чаще дублировали репертуар основного знаменного распева. Их появление связано с увеличением количества песнопений путевого распева, овладение которым говорит о высоком мастерстве певцов. Сложившаяся к началу XVII в. певческая специализация государевых певчих дьяков зависела от практики исполнения произведений строчного пения. Опись царской библиотеки 1682 г. наполнена перечислением книг и тетрадей строчного многоголосия. Некоторые из них написаны государевыми певчими дьяками в первой половине XVII в.: три Стихираря путём и низом, Демественник «во все строки», Триоди путём и низом, избранные песнопения троестрочные написал Михаил Осипов; Стихирарь путём и низом, Триоди и Стихирарь троестрочные, Демественник и избранные стихиры низом и путём выполнил для библиотеки Богдан Златоустовский; Стихирарь и Триоди верхом и путём, Обиход верхом, Стихирарь «старого роспеву» верхом, избранные песнопения верхом и путём и другие переписал Иван Никифоров; Стихирарь верхом в собрание был «взят после» Ивана Семёнова, попали сюда и тетради стихов покаянных путём и низом «письма» Григория Панфилова, а также рукописи других певцов.