Такое подчёркнутое выделение образа великомученика Димитрия исследователи связывают с патрональным характером образа святого, соимённого отцу заказчика – великому князю Изяславу (Димитрию). Другой особенностью программы декорации собора исследователи считают изображение двух столпников на западных гранях тех же лопаток ярусом выше. Их фигуры фланкировали пространство алтаря, подчёркивая высокое значение монашеского образа жизни. По мнению исследователей, мозаикой был украшен только центральный алтарь собора. В отличие от собора Софии Киевской, где мозаика покрывала в том числе западные грани восточных столбов, в соборе Киевского Златоверхого монастыря фигуры архангела Гавриила и Пресвятой Богородицы из композиции «Благовещение» были выполнены в технике фрески. Под ними располагались фронтальные фигуры пророков Захарии и Самуила, ниже – святителей. Над «Благовещением», на склонах подпружных арок, так же как в Софийском соборе, помещались медальоны с изображениями сорока Севастийских мучеников. От росписи купола и сводов не дошло достоверных фрагментов, поэтому исследователи судят о её программе только по аналогии с другими памятниками. При иконографическом сходстве сцен «Причащение апостолов» в соборе Софии Киевской и в соборе Киевского Златоверхого монастыря исследователи отмечают их композиционные и стилистические особенности. Так, надпись, сопровождающая композицию в соборе Киевского Златоверхого монастыря, выполнена по-славянски. Образ Иисуса Христа отличается мягкостью. Он обращён к приступающим к Нему апостолам. Апостолы представлены в разнообразных поворотах относительно друг друга; их жесты нюансированы, а индивидуально трактованные образы отличаются не только портретными типами, но и характером. Пропорции чуть вытянуты, движения складок одежд изящны, позы сдержанны, но динамичны, лики отмечены глубоким размышлением, красотой и благородством. Богатую цветовую гамму мозаик образуют переливающиеся цветные линии и пятна, отсвечивающие дополнительными тонами, контурные линии, выполненные коричневой, чёрной и красной смальтой, придающие естественность формам. Живописные приёмы позволяют художникам добиться почти реалистической достоверности в передаче живого блеска глаз, теплоты телесного тона, фактуры тонких струящихся тканей. Живопись собора Киевского Златоверхого монастыря, стоящая в одном ряду с такими ансамблями второй половины XI – начала XII вв., как мозаики кафоликона монастыря Неа-Мони (1042–1056 гг.), нартекса церкви Успения Пресвятой Богородицы в Никее (1067 г.), церкви Успения Пресвятой Богородицы монастыря Дафни (около 1100 г.), исследователи относят к традиции столичного, константинопольского искусства, памятники которого получили распространение на большом географическом пространстве.