Монументальностью форм, тщательной лепкой объёма и цветом этот фрагмент близок по стилю росписям базилики Протата, выполненным Мануилом Панселином; Андреас Ксингопулос отмечал влияние мастеров македонской школы Михаила Астрапаса и Евтихия. Новые росписи были сделаны в 1535 г. живописцем Феофаном Критским (Феофан Стрелидзас, прозванный Бафас) вместе с сыновьями Симеоном и Неофитом (как полагают исследователи, в Великой лавре Феофан принял монашеский постриг). В своём творчестве он сочетал традиционный стиль, общий для всего греческого искусства того периода, в том числе афонского, с обращением к итальянским гравюрам (композиция «Избиение младенцев» повторяет гравюру Маркантонио Раймонди). Фрески кафоликона считаются лучшими работами Феофана, созданными в период зрелости, и относятся к числу наиболее ценных памятников монументальной живописи Святой Горы. В мраморном иконостасе кафоликона, сооружённом в 1887 г., установлены иконы более раннего времени. Существует мнение, что из этого эпистилия происходят «Сошествие во Ад» и «Пятидесятница», хранящиеся ныне в Государственном Эрмитаже. Образы Христа и Богоматери в иконостасе наряду с иконами праздничного чина созданы около середины XVI в. Феофаном Критским, ему же приписывается изображение апостолов Петра и Павла. В иконах более позднего времени, украшающих кафоликон, сочетаются традиционные типы и приёмы византийского искусства с итальянским влиянием, например, икона «Снятие с Креста» (около 1600 г.) написана священником Иоанном Апакасом по мотивам гравюры Раймонди. В приделе-параклисе кафоликона, посвящённом сорока Севастийским мученикам, в северо-западном углу, находится гробница с мощами преподобного Афанасия и надгробным покровом с изображением святого. В том же параклисе хранятся две чтимые выносные иконы – Христа и Божьей Матери Экономиссы. Созданные в 1571 г. фрески были покрыты новым слоем живописи в 1854 г. Северный параклис во имя святителя Николая был украшен в 1560 г. фресками работы живописца Франгоса Кателаноса, современника и, как полагают исследователи, ученика критских художников, хотя манера его работ отличается от их школы. Оба нартекса кафоликона расписаны: лити – в 1526 и 1854 гг., экзонартекс – в 1852 г. болгарским мастером Захарием Зографом из Самокова (последняя и лучшая его работа). Среди композиций экзонартекса – «Страшный Суд», «Апокалипсис», Вселенские соборы, новозаветные притчи, образы святых (в том числе равноапостольных Кирилла и Мефодия и явление Богоматери преподобному Афанасию, высечение им источника). Над лити и нартексами устроены катехумены (хоры) с параклисом во имя пяти мучеников (Евстратия, Евгения, Мардария, Авксентия и Ореста). Самый большой из параклисов, в честь Введения Пресвятой Богородицы во храм, обычно именуемый Панагия Кукузелисса, расположен напротив центрального входа, к юго-западу от кафоликона. Он был основан преподобным Афанасием в память о явлении ему Пресвятой Богородицы; перестраивался в XIV в. и 1613 г. Современное здание построено в 1713 г., наос расписан в 1719 г. мастером Дамаскином из Янины, а притвор – в 1715 г. Давидом Селинидзиотисом из Авлона (Албания).