在用清水湿润鼓座窗间墙的涂料层表面、并将泡涨后的涂料表层和腻子铲除后，施工方终于有了重大突破，墙上露出了一层淡蓝色的覆盖层，从覆盖层隐约显现的痕迹中证明了壁画的存在以及在寻找部位壁画的基本完整性。
“我们对穹顶部位的搜寻是从穹顶中央原安装灯座的损坏部位开始的，损坏边缘显露的色彩成了搜寻工作的突破口，我们采用同样的工艺、并将覆盖层轻轻铲除后，一块约巴掌大小的画面显露了出来。”沈三新说。
沈三新表示，从探测的情况看，穹顶及鼓座部位的壁画完整度较好，具备全面修复保护的条件；而其他部位的画面由于在有限范围的探测中未被发现，因此最终决定了将教堂鼓座部位的8幅壁画和穹顶部位的1幅壁画作为本次全面修复保护重点的“8＋1”的方案。
现存的上海新乐路东正教堂主穹顶壁画距地25米、直径约8米。画面没有采用东正教会更常见的以三位天使的形象来表示圣三（通常被称为“圣祖阿弗拉穆的客人”）的手法，而是采用了学院派的“诺夫哥罗德风格圣三像”的罕见表现形式：将圣父描绘成一个老者、圣子坐于圣父怀中、作为圣灵形象的神鸽则憩息于圣子之上，四周环绕着宗教寓意的其他形象。
上海首例保存完好湿壁画
“我国是一个世界壁画大国，但未能在中国古代的壁画作品中发现真正意义上的湿壁画，从十六国开始到元代为止，历时达一千多年的敦煌壁画也都属于干壁画，而且是干壁画中的胶彩壁画。”沈三新认为，干壁画与湿壁画实质上是中西方文化差异的一个具体体现。
据沈三新介绍，上海地区很少发现有壁画，1997年在汇丰银行修缮过程中发现了轰动中外的“世纪壁画”，但是这些壁画是壁画中的另一种形式——镶嵌式玻璃马赛克壁画，“因此，在东正教堂壁画重见天日之前，上海地区发现近代刷底壁画（包括干、湿壁画）的报道或记载在最新的电脑查询中全部为零。”
沈三新分析称，新乐路东正教堂9幅壁画得以幸存的原因，可能与教堂窗户彩绘玻璃遮挡紫外线和强烈光照有关，另外教堂穹顶及鼓座部位的画面因其位置较高，侥幸躲过了人为破坏；“文革”时对表面的涂饰又在客观上对壁画起到了一定的保护作用。
他表示，这次发现的壁画是目前上海地区发现的首例保存基本完好的湿壁画作品。为东正教堂建筑及其内部绘画艺术提供了实例，也为上海的东正教建筑和上海地区的壁画发展研究提供了一个实物佐证。对壁画题材和内容的深入研究，将为有关部门的上海俄侨史和上海地区东正教文化、信仰和活动情况的进一步研究提供极有价值的资料。
三大原则修复壁画
为确保壁画修复成功，相关专家确定了遵循最小干预原则、可识别原则和真实性原则，所采取的一切技术措施以延续现状、还原历史真实性、不妨碍再次进行保护处理为主要目标。
专家对壁画缺损部位的画面，则依据原始图片通过电脑软件进行复原模拟，绘出效果图。然后再与现场壁画比对，采用无机矿物颜料在数码照片上绘出实际效果并进行陈化处理。最后以修正过的陈化实样图为蓝本，现场调制无机矿物颜料进行壁画缺失处补绘，包括对少量较大裂缝修补处的补绘。
另外，从尊重历史、完整保存历史遗留信息的角度出发，对因自然原因造成的画面褪色和剥落则未作任何补绘。
“在对这些壁画的解读过程中，我们还发现了一些鲜为人知的信息。即上海新乐路东正教堂穹顶的壁画与莫斯科救主基督大教堂主穹顶壁画的惊人的一致。”沈三新说。
