Wnętrze mały|Ikonostas przed głównym ołtarzem mały|Krucyfiks z soboru Przemienienia Pańskiego W soborze znajduje się trzyrzędowy ikonostas wykonany w pracowni Afanasjewa, z ikonami Michaiła Dikariewa, ikonografa z Moskwy. Wizerunki świętych w ikonostasie napisano, wzorując się na XVI-wiecznej ikonografii moskiewskiej, nie zaś, jak często w XIX–XX w., w stylu naśladującym malarstwo zachodnie. Ikonostas wykonano z drewna dębowego, z rzeźbieniami w drewnie lipowym. Był pokryty częściowo błyszczącą, a częściowo matową pozłotą. Wygląd ikonostasu nie był zmieniany ani razu od momentu wstawienia go do świątyni. Ikony przeznaczone dla soboru pisano tak, by pasowały charakterem do architektury budynku. Świętych przedstawiano w pozycji stojącej, wyprostowanej, w rozszerzających się ku dołowi szatach, z harmonijnymi fryzurami lub nakryciami głowy.
Przed bocznymi ołtarzami znajdują się ikonostasy dwurzędowe.
W 1912 r. w kopule i półkopułach wykonano freski. Z kompozycji tych przetrwały wizerunki Czterech Ewangelistów oraz postać Chrystusa Pantokratora w kopule.