Начата была сия святая соборная и апостольская церковь Софии Премудрости слова божия стенным писанием в лето от создания мира 7194 месяца июля в 20 день и во второе лето свершися 7196.

Фрески Софийского собора исполнены в традиционной манере ярославской стенописи второй половины XVII века с характерным для нее размещением композиций. В куполе изображен «Пантократор», в барабане – праотцы, всю западную стену занимает «Страшный суд». На сводах, а также северной и южной стенах, разбитых на шесть ярусов, помещены сцены, иллюстрирующие самые различные евангельские сюжеты, а также Вселенские соборы (всего семь). На столбах изображены святые. Алтарь разбит на четыре пояса. В верхнем расположен «Спаситель с предстоящими и Божья матерь»; во втором, самом большом по размеру – «София Премудрость божия» и сидящий на престоле «Спас», а также композиция «Похвала божьей матери» с 12 пророками; в третьем – наиболее узком – ангелы и херувимы; в нижнем – «Спаситель, преподносящий под видом хлеба и вина тело и кровь свою», и 16 святителей в рост. Роспись дьяконника (где раньше был придел) посвящена жизни Иоанна Крестителя. Из представленных здесь сцен наиболее интересны «Пир Ирода», «Усекновение главы», «Обретение главы» и «Погребение». Фрески жертвенника (северное отделение алтаря) иллюстрируют последние дни Христа.

Процесс оправдания человека становится центральным в сцене «Страшного суда», утратившего мрачный, назидательный характер. «Страшный суд» в Софийском соборе – тема, где художник наиболее полно показывает свое понимание мира. Плеханов делает акцент на изображении трубящих ангелов. Четыре гигантские фигуры ангелов с огромными босыми, ластообразными ногами возвышаются над жалким сонмом и грешников и праведников. Их золотые трубы издают оглушительный рев, в ответ на который земля покорно отдает своих мертвецов, а море – утопленников, всех, кого «растерзали звери, раздробили рыбы, расхитили птицы». Главной темой здесь становится не суд, а мощный и грозный призыв «последней трубы».

Посреди града он церковь склал
Церковь лепую сборную
Что во имя божьей матери
Ее честного успения
Образец он взял с московского
Со собору со Успенского
А как стали после свод сводить
Туда царь сам не коснел ходить
Надзирал он за наемники
Чтобы божий крепче клали храм
Не жалели б плинфы красныя
И той извести горючия
Когда царь о том кручинился
В храме новоем похаживал
Как из своду туповатова
Упадала плинфа красная
Попадала ему в голову
Во головушку во буйную
В мудру голову во царскую
Тут наш Грозный царь прогневался
Взволновалась во всех жилах кровь
Закипела молодецка грудь
Ретиво сердце взъярилося
Выходил из храма нового
Он садился на добра коня
Уезжал он в каменну Москву
Насон-город проклинаючи