Ściany i sklepiania świątyni pokryte są barokowymi freskami. Prawdopodobnie autorem wspomnianych malowideł jest najwybitniejszy przedstawiciel malarstwa freskowego w Małopolsce Wschodniej doby XVIII wieku, pochodzący ze Lwowa, Stanisław Stroiński (1719-1809. Był uczniem Benedykta Mazurkiewicza, a także innych znanych artystów, których twórczość opierała się na osiągnięciach późnobarokowego, monumentalnego, iluzjonistycznego malarstwa włoskiego. Po swoich pierwszych pracach Stroiński szybko zyskiwał rozgłos i sławę. W roku 1759 uzyskał przywilej królewski na wolne wykonywanie sztuki malarskiej: Victor Sacrae Regiae Majestatis, zaś w roku 1765 nosił tytularną godność sekretarza królewskiego Stanisława Augusta. Do roku 1778 ozdobił 19 kościołów. W latach osiemdziesiątych XVIII stulecia- szczytowym okresie twórczości – Stroiński był jednym z głównych wykonawców fresków we wnętrzach kościelnych. Przy tak intensywnej działalności staje się zrozumiałe, że twórca musiał być wspomagany przez uczniów i pomocników. Dziś możemy podziwiać jego prace np. w katedrze lwowskiej obrz. łacińskiego, w Przemyślu: w Bazylice Archikatedralnej w kaplicy Drochojowskich, kościele pw. Trójcy Świętej przy opactwie SS. Benedyktynek czy w kościele Franciszkanów.
Kalwaryjską, zniszczoną polichromię odnowili w roku 1857 malarze: Michał Łoziński, Antoni Chabielski i Feliks Ligiżeński. Liczne zniszczenia spowodowane upływem czasu a także zakładaniem sieci elektrycznej kościoła, spowodowały, że polichromia została pomalowana w latach 1966-69 przez Mieczysława Świerczewskiego z Krakowa.
Pośród licznych dekoracji na sklepieniach przedstawione zostały sceny: w prezbiterium: Adoracja Krzyża Świętego przez św. cesarzową Helenę oraz Wręczenie kluczy św. Piotrowi. Na sklepieniu pomieszczenia dawnej zakrystii, po lewej stronie prezbiterium, namalowano obraz przedstawiający Nauczanie dwunastoletniego Pana Jezusa w świątyni. Polichromia sklepienia południowego transeptu (nad ołtarzem Matki Bożej), przedstawia scenę Zaśnięcia Matki Bożej w otoczeniu Apostołów i świętych Kobiet , natomiast w lunecie po prawej stronie transeptu przedstawiona jest Matka Boża z Dzieciątkiem na tle kościoła kalwaryjskiego. W północnym transepcie sklepienie dekoruje scena Przemienienia Pańskiego a w lunecie po lewej stronie Modlitwa Pana Jezusa w Ogrójcu. Skrzyżowanie transeptu z nawą główną zwieńczone jest kopułą. Polichromia w kopule przedstawia Wniebowstąpienie Pańskie, a w narożnikach cztery medaliony i podobiznami i atrybutami Ewangelistów. Sklepiania nawy głównej udekorowane są scenami: Koronacja Matki Bożej oraz Niebiańska chwała św. Franciszka. Ponad organami widnieje malunek przedstawiający Króla Dawida chwalącego Boga psalmami.
Polichromia sklepienia naw bocznych przedstawia sceny z życia św. Franciszka z Asyżu: Otrzymanie reguły przez św. Franciszka, Stygmatyzacja św. Franciszka, Nadanie odpustu Porcjunkuli, oraz Św. Franciszek i św. Dominik orędownicy za grzesznym światem. Warto nadmienić, że pod chórem namalowano Symbole wiary, nadziei i miłości. Wszystkie wspomniane walory artystyczne kościoła pozwoliły na uznanie go w 1932r. „jako typowy okaz architektury późnobarokowej wraz z przyległym klasztorem, murowanymi kaplicami i drzewostanem na zboczu góry klasztornej”. Potwierdzone to zostało przez Konserwatora Wojewódzkiego pismem z dnia 10 października 1966r.