На обратной стороне иконостаса можно увидеть произведения украинских мастеров И. Роменского и И. Чайковского. Большие картины на поперечных стенах храма с западной стороны относятся историческому жанру, поскольку созданы по летописным сюжетам Повести временных лет. Картина «Проповедь апостола Андрея на берегах Днепра» написана Платоном Бориспольцем — работавшим в Париже киевским художником. Легенда об основании Киева воссоздана в академической манере; человеческие фигуры выписаны четко и объемно, но в соседстве с местной живописью это полотно удивляет свободой письма. Вопреки классическим канонам автор отказался от привычной трактовки сюжета, наполнив дыханием жизни каждого героя композицию в целом.

Неотъемлемую часть интерьера Андреевской церкви составляет деревянная скульптура. Значимость украшений иконостаса уподоблена месту, которое он занимает во внутреннем пространстве храма. Немного не доходящее до купола, сверкающее позолоченной резьбой сооружение состоит из трех ярусов, разделенных между собой вынесенными карнизами.

Царские врата, или специальный вход для священнослужителей, по традиции расположены в центре иконостаса и украшены с особой роскошью. Вся их поверхность покрыта пышными гирляндами и кружевами из дерева, резко выделяющимися на красном фоне. Своеобразно оформленная кафедра для чтения проповедей напоминает театральную ложу. Установленная здесь скульптурная группа выглядит застывшей в неведомом танце. Еще более эффектна отделка напрестольной сени, расположенной в алтарной части храма: увитые цветами колонны на низких пьедесталах.

Резной иконостас Андреевской церкви, подобно живописи, изготавливался в Санкт-Петербурге. Высокие художественные достоинства работы свидетельствуют о вкусе и таланте столичных резчиков, которые не ограничились замыслом Растрелли и проявили собственную фантазию.

После смерти Елизаветы императорский двор перестал интересоваться киевскими владениями. Оставшаяся безнадзорной, Андреевская церковь быстро ветшала, подземные воды размывали фундамент, осыпались росписи, угрожающе разрастались трещины в стенах. Роскошно убранный резьбой и позолотой купол храма в 1815 году повредила буря.