Но главная красота не снаружи, а внутри храма. Стены храма богато украшены полихромной росписью (фресками), золоченой резьбой и художественными изразцами. Центральный купол расписан золотом и синей краской, на нём изображен библейский сюжет о Сотворении мира и изгнания человека из Рая. Паруса сводов собора украшены головами херувимов со сложенными крыльями, с отчетливо проступающими армянскими мотивами. Потолок над входом украшен изящными цветочными мотивами в стиле персидских миниатюр. Две полосы росписей украшают внутренние стены храма: верхняя часть изображает события из жизни Иисуса, нижняя — пытки, понесённые армянскими мученикам в Османской империи.