Особенно нарядно, по мнению исследователей, декорированы западный и южный, выходившие на оживлённые торговые улицы. Все детали отделки – разнообразной формы наличники, арки – чётко прорисованы и придают храму живописный облик. Обогащают пластику стен ряды ширинок – квадратных углублений, украшенных резными белокаменными вставками с изображением фантастических зверей и птиц. Имеющая мировое значение роспись Ильинской церкви построена на замечательном архитектоническом и ритмическом согласовании с реальными формами её интерьера. Ансамбль росписи создавался постепенно, за три периода с 1680 по 1717 гг. тремя артелями мастеров. Им удалось сохранить композиционное единство и сравнительную общность стиля. Внутри церковь Ильи Пророка и алтарь расписаны стенной живописью с 17 июня 1680 г. по 8 сентября 1681 г. по заказу вдовы Вонифатия Скрипина Улиты Макарьевны. Надпись на южной стене храма гласит, что это были «трудившиеся о Бозе изографы града Костромы Гурий Никитин, Сила Савин да ярославец Дмитрий Семенов, Василий Кузьмин, Артемий Тимофеев, Пётр Аверкиев, Марк Назарьев, Василий Миронов, Фома Ермилов, Тимофей Федотов, Иван Петров, Иван Андреянов, Иван Иванов, Филипп Андреянов, Степан Павлов». Известный учёный и исследователь церковной старины профессор Николай Васильевич Покровский писал: «Иконописцы, расписывавшие Ильинскую церковь, принадлежали к числу лучших, отчасти первостатейных, городовых иконописцев XVII века». Тёплый Покровский придел дописывался в 1697 г., Ризположенский придел, паперти и придел Гурия, Самона и Авива – в 1716– 1717 гг. уже после смерти последних представителей семьи Скрипиных. Клейма с именами мастеров, работавших в двух последних артелях, в настоящее время утрачены. На протяжении 300 лет со времени создания комплекс ильинских росписей сравнительно мало поновлялся. В 1830 г. живопись Покровского придела была переписана Василием Васильевичем и Михаилом Васильевичем Сарафанниковыми. Они же в 1857 г. поновили свод северного крыльца. В 1898–1902 гг. стенопись, иконы и резьба во всём храме реставрировались на средства Ивана Александровича Вахрамеева московской иконописной фирмой Михаила Ивановича Дикарева. В 1950 гг. главный храм и частично Покровский придел были промыты и укреплены Верой Григорьевной Брюсовой, в 1960 гг. паперти укреплялись Александром Петровичем Грековым, в 1970 гг. Покровский придел был раскрыт из-под записи бригадой В.И. Васина. Роспись покрывает интерьер Ильинской церкви сплошным ковром, он состоит из 970 сюжетных клейм, не считая орнаментов, украшающих нижние части стен, основания столпов, подоконники, порталы и каменные скамьи. Исследователи отмечают, что 417 композиций основного храма, созданные непосредственно под руководством знаменитого знаменщика Гурия Никитина, составляют с интерьером храма единый художественный организм поразительной образной насыщенности. В центральном куполе вместо традиционного Вседержителя впервые в Ярославле помещено символическое «Отечество», изображающее триединого Бога, благословляющего мир. Между окнами восьми монументальных фигур архангелов, ниже праотцы в медальонах, на парусах евангелисты. Их символы, а также изображения «Спаса на убрусе» и «Благого молчания» вынесены на лобовые части паруса.