Много места в соборе занимают фрески. Техника фрески давала возможность на длительное время сохранять роспись, однако она требовала от художника большого мастерства и четкости в работе. Фрески писались водяными красками, хорошо впитывавшимися в сырую поверхность грунтовки. И хотя в них не было той яркости, блеска и разнообразия, как в мозаике, фресковая живопись Софии Киевской достигла большой выразительности.
Наряду с чисто церковными сюжетами среди фресок Софии удалось обнаружить два групповых портрета семьи Ярослава Мудрого. На одном сохранились фрагменты изображения двух младших сыновей Ярослава, однако остальные изображения, в том числе и самого Ярослава, погибли. Но общий вид этой фрески нам известен благодаря зарисовке, сделанной художником Вестерфельдом в 1651 г. На ней Ярослав изображен идущим со своими сыновьями, с моделью храма в руках.
Значительно лучше сохранились фрески с изображением женщин из семьи Ярослава. Здесь мы видим четыре фигуры в рост, в разнообразных одеждах, с индивидуальными чертами лиц.
На стенах башен художник, отступив от религиозных сюжетов, запечатлел светскую жизнь. В одной из башен изображена императорская ложа, в которой сидит император в нимбе, придворные, процессия с охраной и др. Фрески с изображением императора, придворных и т. п. могли быть навеяны жизнью византийского двора.
Но особенно интересны многочисленные очень реалистические изображения бытовых сценок, близкие к нравам киевского княжеского дома. В северо-западной башне изображена охота на медведя, на другом рисунке – фигура сидящего музыканта со смычковым инструментом. Ряд фресок: «Человек ведет на поводу верблюда», «Борьба ряженых», «Стреляющий из лука», «Скоморохи», «Кулачный бой», «Акробаты». Здесь же и уже упоминавшееся изображение борьбы Ярослава с медведем. Фрески знакомят нас со многими сторонами жизни киевского общества.
Вслед за киевской Софией на берегах Волхова в Новгороде тоже строится Софийский собор.
Новгородскую Софию строили быстрее киевской (1045–1050 гг.). В композиционном плане это огромное пятинефное крестово-купольное сооружение, хоры, занимающие боковые нефы и западную стену, двухэтажные закрытые боковые галереи с арками.
Однако новгородская София имеет и свои особенности. Вместо многокупольной пирамидальной громады киевской Софии здесь 5 куполов, сгруппированных в центре. Мощные наружные лопатки на гладких стенах из плинфа, цемянки и камня подчеркивают внутреннюю, конструктивную часть собора. Глубокие, длинные проемы окон в сочетании с гладкими стенами и лопатками делают храм как бы еще выше, монолитнее. Три апсиды в алтарной части заканчиваются купольным перекрытием. Двускатные перекрытия чередуются с цилиндрическими сводами, выступают по краям фасада в виде фронтончиков. На восточной стороне цилиндрические четвертные своды сделаны в виде полузакомар.
