Историки искусства неоднократно делали попытки выделить руку каждого из трех ферапонтовских мастеров. Однако эту задачу разрешить никому не удавалось. Высказывалось мнение, что она вообще неразрешима и что все три мастера сообща работали над каждой композицией, разделив между собой работу, чем и объясняли то поразительное сходство стиля, каким отличается роспись. Технико-технологические исследования последних лет дали новый фактический материал, возможно, приближающий нас к решению этой проблемы. Обнаруживается разница в подборе пигментов и приемах письма в разных частях храма. Поражает удивительная скорость выполнения росписи. Наблюдения над штукатурными швами показывают, что весь ее нижний ярус, кроме алтаря, был выполнен всего на пяти кусках штукатурки. Это значит, что, работая водяными красками по сырой штукатурке, мастера должны были за пять дней, по меньшей мере, выполнить рисунок всех композиций и сделать основную прокладку цветом. На самом крупном из этих участков изображено 33 фигуры и 44 лика! Нет сомнения, что ведущая роль принадлежала здесь Дионисию как главе артели.
В надписи на стене собора дата оказалась полустертой, что вызвало споры среди специалистов. В настоящее время все сошлись во мнении, что стенописные работы продолжались 34 дня, с 6 августа по 8 сентября 1502 года (эта дата впервые была предложена вологодским ученым Н. И. Федышиным). К этому времени Дионисий был уже знаменит. Еще в 1482 году он возглавил артель, написавшую иконы для иконостаса незадолго до того построенного Успенского собора Московского Кремля, главного храма Московской Руси. Это означало признание Дионисия ведущим московским мастером. Росписи собора Ферапонтова монастыря являются самым вдохновенным произведением этого замечательного мастера.
Росписи в целом довольно хорошо сохранились, однако для правильного представления об их первоначальном колорите нужно учитывать некоторые изменения красок, произошедшие со временем. Голубые фоны и белесовато-зеленые поземы первоначально выглядели темнее и насыщеннее по цвету. Специалисты до сих пор еще не пришли к единому мнению относительно красного цвета в росписи: был ли он более интенсивным. В любом случае, первоначально вся живопись была ярче.
Вместе с тем Дионисий широко использовал и разбеленные краски, особенно в изображении архитектуры и горок. Сочетанием плотных красок одежд и прозрачных фонов достигается особый декоративный эффект: цветовые пятна фигур четко выделяются, в них особую роль приобретают линии контура, несущие всегда большую смысловую нагрузку. Симметрично размещенные яркие пятна цвета создают впечатление уравновешенности, статичности каждой сцены. Впечатление богатства цвета Дионисий достигал чисто живописными средствами, располагая сравнительно небольшим количеством красочных пигментов. Все они или почти все были привозными. Красивая легенда о Дионисии, собирающем цветную гальку на берегу Бородавского озера для приготовления из нее красок, остается не более чем легендой.