Na ścianach nawy głównej freski zostały namalowane w trzech pasach. W górnej płaszczyźnie namalowano sceny z Nowego i Starego Testamentu. Na sklepieniu przedstawienia figuralne umieszczono w co drugim przęśle (sceny z Matką Bożą oraz czterech doktorów kościoła: św. Grzegorza, św. Augustyna, św. Ambrożego i św. Hieronima). Poziom najniższy tworzy cykl 28 scen z życia św. Franciszka, tzw. Legenda św. Franciszka.
Autorstwo fresków, ich datowanie i kolejność wykonania do dziś wywołują szeroką dyskusję badaczy. Malowidła biblijne (z górnej części ścian) o tematyce starotestamentowej przypisuje się rzymskiemu lub toskańskiemu naśladowcy Cimabuego, malowidła nowotestamentowe tzw. Mistrzowi Pojmania lub Gaddo Gaddiemu, a przedstawienie Deesis Jacopo Torritiemu. Cykl św. Franciszka powszechnie uznawany jest za dzieło Giotta, jednak brak jest jednoznacznych informacji źródłowych, które mogłyby to potwierdzić. XIV i XV-wieczne źródła enigmatycznie wspominają, że Giotto pracował w tym kościele, nieprecyzując jednak, jakie malowidła wykonał. Giorgio Vasari w XVI wieku jednoznacznie przypisał cykl św. Franciszka Giottowi i od tej pory aż do końca XIX wieku powtarzano to twierdzenie.