Freskos
Cilindrinius vidurinės navos skliautus ir šios navos sienas viršuje puošia įspūdingos XVIII a. pabaigos freskos. Manoma, kad sienų tapybos autorius – dominikonas tapytojas Kristupas Polubinskis. Tapyba sukurta sausos freskos (al secco) technika. Skliautų puošybai panaudotas tuo metu populiarus iliuzinės tapybos būdas – figūros dėstomos architektūriniame fone, optiškai pratęsiančiame ar atveriančiame bažnyčios erdvę. Tapyboje įkūnyta įdomi, LDK bažnyčių mene retai vaizduota legenda apie Šv. Kryžiaus atradimą ir išaukštinimą. Tai vienintelis šiai temai skirtas sienų tapybos pavyzdys Lietuvoje. Šv. Kryžiaus tema freskose yra siejama su Kristaus viešosios veiklos ir Švč. Jėzaus Širdies temomis. Presbiterijos skliautą puošia alegorinė scena „Švč. Jėzaus Širdies adoracija“, navos dalyje sukomponuotos trys pagrindinės „istorinės“ scenos, perteikiančios svarbiausius epizodus iš Šv. Kryžiaus legendos: „Konstantino Didžiojo mūšis su Maksencijumi“, „Šv. Elena atranda tikrąjį kryžių“ ir „Šv. Kryžiaus išaukštinimas“. Visos šios skliauto scenos pavaizduotos meistriškai nutapytame iliuzinės architektūros fone. Tikinčiojo žvilgsniui atsiveria panoraminiai vaizdai, nukeliantys į krikščionybės istorijos pradžią ir pasakojantys apie stebuklingą tikrojo, gyvybę nešančio, kryžiaus atradimą bei pagarbinimą, per Jėzaus Širdies paveikslą primenantys tikrąją kryžiaus aukos prasmę ir istorinius vaizdus labai gražiai susiejantys su Didžiajame altoriuje kabančia Nukryžiuotojo figūra.
Aštuonios mažesnės kompozicijos išdėstytos skliauto liunetėse. Jose pavaizduotos scenos iš Kristaus gyvenimo ir veiklos bei jo stebuklai („Kristus Simono namuose“, „Moterys prie Kristaus kapo“, „Kristus ir nusidėjėlė“, „Prekeivių išvarymas iš šventyklos“, „Dviejų neregių pagydymas“, „Lozoriaus prikėlimas“, „Kalno pamokslas“) ir alegorinė kompozicija „Kristaus sekimas“.
Šv. Kryžiaus Atradimo bažnyčios freskas tyrinėjusios menotyrininkės Rimantės Meldytės nuomone, prie freskų idėjinės programos sukūrimo galėjo prisidėti Vilniaus vyskupas Ignotas Jokūbas Masalskis (1726–1794), 1776 m. organizavęs Vilniaus vyskupijoje jubiliejinių metų iškilmes. Taigi Kalvarijų bažnyčios freskos savo tema ir idėjomis ne tik atspindi dominikonams būdingą kenčiančio Jėzaus temą, ne tik susijusios su Kryžiaus kelio programa, bet ir su platesniu XVIII a. pabaigos religinio gyvenimo kontekstu. Jose atgarsį rado ir jubiliejinių malonės metų pamoksluose skelbtos atgailos, dvasinio gyvenimo atnaujinimo temos, ir tuo metu sustiprėjęs Švč. Jėzaus Širdies bei Jėzaus gailestingumo kultas.