Уже в самом начале работ по штукатурке стало ясно, что сохранившаяся темперная живопись на стенах Храма, находится в плачевном состоянии. Краски осыпались и ранее яркие образы стали почти неразличимы, штукатурка почти повсеместно отслоилась. Обсуждалось предложение сделать качественные фотографии сохранившихся участков, с тем чтобы сбить старую. Выполнить новую штукатурку и расписать Храм сызнова. Для принятия решения были приглашены специалисты по реставрации и художники. Выяснилось, что Храм расписывал академик живописи Василий Васильевич Васильев, известный русский художник и иконописец, чьи работы представлены во многих музеях, в том числе Государственной Третьяковской галерее. Это, а также желание сохранить насколько возможно исторический облик Храма, побудило сделать попытку реставрации. За нее взялся известный русский художник, иконописец Филлипов Андрей Геннадьевич, за 30 лет работы расписавший 47 Храмов и Церквей совместно с реставратором 1-й категории, кавалером ордена «Серафима Соровского» Некрасовым Владимиром Ивановичем. Был составлен план работ по реставрации и договор на пять лет, с 2014 по 2019 годы. В 2014 году решено закрепить сохранившуюся роспись, выполнив комплекс реставрационных работ. Затем восстановить небольшой участок и по результатам выполнить детальный проект росписи Летнего Храма.
Работы начались в мае 2014 года. На своде и восточной стене не сохранилось даже фрагментов росписи. Реставрация началась с северной стены. Бригада, состоящая из трех реставраторов-художников под руководством реставратора 1-й категории Некрасова В.И. очищала роспись, закрепляла штукатурку кляммерами и закачкой клеящего раствора, закрепляла остатки живописи и переносила рисунок на кальки. Фотографируя все, что хоть сколько-то сохранилось. Работа крайне кропотливая, только на северную стену ушло около месяца, примерно 900 человеко-часов. Всего на северной, западной и южной стенах удалось сохранить 115 квадратных метров старой росписи. Выяснилось, что после первоначальной росписи в 1860 году, живопись несколько раз поновлялась. Однако качество поновления и по мастерству художника, и по применяемым масляным краскам было значительно хуже оригинала. Эти краски местами почернели и закрыли изначальный слой. Так реставрация показала, что плащ на фигуре одного из персонажей в верхнем ярусе росписи западной стены оказался не черным, а красным. Художники Евгений Вагаев и Анатолий Майоров реконструировали часть орнамента третьего яруса. Поразительной красоты узоры, оказались не только красочными и гармоничными, но и безупречно геометрически точными. Реставрация в целом была завершена к концу июля 2014 года.
Однако, прежде чем приступать к росписи Храма, с связи со значительными утратами и отсутствием фотографий того, что было требуется сделать проект для Летней части Храма. Площадь, подлежащая росписи в летней части Воскресенского Храма составляет чуть менее 700 кв.м. Стоимость проекта в дальнейшем войдет в стоимость самой росписи. В процессе такой виртуальной реконструкции предстоит проанализировать все имеющиеся в наличии исторические материалы, реконструированные остатки росписи, а сохранилось около 20 процентов всего. И на основе такого анализа сделать эскизы будущей росписи в бумажном и электронном виде. Входит в эту работу и создание 3-х мерной модели.