По мнению В. Беридзе, храм был расписан по заказу местного князя, изображение которого должно было бы находиться на противоположной стене – там, где в настоящее время расположена композиция XVI в. на сюжет передачи грамоты и палицы царём Имерети Багратом III (1510–1565 гг.) настоятелю Зарзмы архиепископу Ацкурскому Серапиону (Хурцидзе) и изображён князь Георгий Чорчанели в молении. Все три фигуры более 2 м высотой. Архиепископ Серапион в монашеской мантии тёмно-пурпурного цвета и красновато-охристом хитоне, и князь Георгий в выточенном по талии платье с короткими рукавами, представлены в три четверти поворота. Фронтально изображённый царь с венцом на голове передаёт архиепископу Серапиону свиток и палицу. Напротив композиции, в северном рукаве на северной стене, вблизи алтаря, находится изображение XIV в. католикоса-патриарха всей Грузии Евфимия III (1310 – вторая половина 1330 гг.), предстоящего перед образом благословляющего его Спасителя; левой рукой он прижимает к груди Евангелие. В западной части восточной стены на 30 см ниже основного уровня живописи ктиторского ряда находятся фрагменты изображений четырёх ктиторов в традиционных одеждах (выточенные по талии платья). Они разделены окнами на две разновозрастные пары, в каждой, вероятно, отец и сын. Скорее всего, это мужчины из одного рода, династическое имя которых было указано возле первого изображения (не сохранилось); у двух последних сохранились имена – Араба и Курцик. На южной стороне подкупольного северо-западного столпа представлен одетый в монашескую мантию тёмно-пурпурного цвета пожилой мужчина с длинной бородой – эриставт-эристави и мсахуртухуцеси (управляющий хозяйством царского дома) князь Симеон Гуриели. В настоящее время ведутся работы по консервации и расчистке росписей Зарзмы. Исследователи отмечают тяготение к крупным формам, округлым ликам, лапидарному колориту («Гостеприимство Авраама»), что отличает стиль росписей Зарзмы от образцов палеологовского ренессанса первой трети XIV в. Несмотря на то что для некоторых фигур (например, в «Рождество Пресвятой Богородицы») характерны изящные, гибкие пропорции, антикизирующие одеяния, возможно, подражающие этим образцам (что нередко для второй половины XIV в.), стиль росписи представляет собой промежуточную стадию развития палеологовского искусства, характерную для второй четверти – середины XIV в. Колокольня Зарзмы является одной из древнейших и наиболее крупных в Грузии. Строительный материал и манера обработки дают исследователям основание полагать, что храм и двухъярусная колокольня были выстроены одними и теми же мастерами.