大殿内檐斗拱及梁架主要构件尚保留有部分辽代彩画,其题材和构图与辽庆陵中的彩画相近。斗拱中绘有莲荷花,宝相花,团窠柿蒂,以及各种形式的琐纹。彩色以朱红、黄丹为主,兼施青绿。棋眼壁上花卉图案有宝相花、海石榴、牡丹花等,枝条用金钱描绘,花叶以青、绿、红为主色。
大殿主梁六椽袱和四椽楸的梁底均绘云朵及飞天,飞天身着长裙,头部朝殿内的七佛,手执果盘或花卉,作供养七佛之状,色调为朱红衬地,以青绿涂饰服装,面部、手足用褚色描绘轮廓。周围云朵以墨色晕染。飞天轻盈飘逸,形态自然。是这一时期建筑彩画遗物中的上乘之作。
此外,在上架的四椽袱底面和前内柱从栌斗口向前伸出的顺袱串底面上,皆绘有用卷草纹组成的草风,以土朱为地,图案采用石绿为主色,以红、白二色相间品合,形像生动,色彩明快,也是一处佳作。
此外在梁额构件上还有画网目文图案者多处,形式有六种,色彩以土朱、石绿两色晕染,两色之间以白粉为界,奉国寺大殿所存辽代彩画,在这时期的建筑遗物中当属凤毛麟角,是非常珍贵的遗物。