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Fino al XIII secolo non sembra siano stati eseguiti interventi di rinnovo della decorazione altomedievale.
Gli affreschi che si sovrapposero alla decorazione parietale altomedievale dovrebbero datarsi dopo il traumatico terremoto del 1222, anche se non si può escludere che le due lunette delle pareti nord e sud (Storie della Genesi, Santi) fossero state dotate di nuove pitture prima di questa data.
Tra le decorazioni rinnovate, l'affresco più antico è quello con figure di sante (tra le quali la Maddalena e l'allegoria della Fede) sulla parete sud.
Nel restauro dell'edificio, che si presume completato verso la metà del duecento, vennero eseguiti anche gli affreschi nel presbiterio dei quali sussistono solo frammenti (Natività di Cristo, della metà del duecento, in cui si notano brani della scena della preparazione al bagno di un bambino).
Nuovi affreschi vennero eseguiti nel XIV secolo sulla volta centrale del presbiterio (Cristo benedicente in Gloria, affiancato da figure di Santi, a destra, e dalla scena dell’Adorazione dei Magi) e sulle pareti del vano (Annunciazione, Crocifissione) mentre ai lati delle finestre sono raffigurati la Visitazione (in quella settentrionale) e le immagini di San Pietro e San Paolo, che regge la spada e il libro (in quella meridionale).
Con ogni probabilità gli interventi di decorazione a fresco cessarono con la costruzione degli stalli lignei del coro (il più antico del Friuli) riconducibili al tempo della Badessa Margherita della Torre e databili entro il 1384. Il coro occultò di fatto tutta la zona inferiore delle pareti dell'aula coprendo anche in parte gli affreschi eseguiti qualche decennio prima.
Quasi tutti gli interventi decorativi pittorici successivi alla fase iniziale, sono stati strappati dalle pareti in occasione dei restauri moderni, in particolare condotti negli anni Cinquanta e Sessanta del Novecento. Sono stati poi ricoverati parte nel locale adibito a sagrestia del Tempietto, parte nel Museo Cristiano e Tesoro del Duomo e nei magazzini del Museo Archeologico Nazionale.
Anche alcune sculture poste nel Tempietto in età medievale sono state diversamente collocate: le statue del Calvario posto sulla trave sostenuta dalle colonnine che dividono l'aula dalla zona presbiterale, e le due statue dei dolenti, poste ai lati di un Crocefisso.
È allo studio il progetto di una collocazione di tutti questi elementi di grande rilievo storico artistico nei locali del lato orientale chiostro nel costituendo Museo del Monastero e del Tempietto.
Una fase di rinnovamento in epoca medievale della decorazione del tempietto ha riguardato anche l’esterno dell’edificio, al piano superiore a cui si addossavano ormai gli ambienti del Monastero.
Nelle arcate della facciata vi sono importanti tracce di decorazione ad affresco che ornava l’esterno dell’edificio. In quella meridionale, a destra della finestra, si conservano pochi brani di una crocifissione che per i caratteri stilistici è stata avvicinata al linguaggio bizantino, degli inizi del XIII secolo, degli affreschi nella cripta della basilica di Aquileia. Nell’arcata settentrionale la decorazione è meglio conservata: nella parte inferiore è presente un primo affresco, databile sempre nel XIII secolo, con una figura di orante inginocchiata ai lati di una scritta; a questo si sovrappone un dipinto che raffigura San Francesco, sulla destra, che riceve le stimmate a lato di un Serafino e alla presenza di un altro Santo. Lo stile richiama le esperienze della pittura tedesca del periodo ed è stato ricondotto agli ultimi decenni del XIII secolo.