Les peintures se répartissent en cinq ensembles : le décor monumental du chœur, ceux des voûtes (chœur et absidioles), celui des murs, celui des arcs et enfin le chemin de croix.

Les décors muraux du chœur et le chemin de croix sont réalisés avec une peinture à l'huile posée sur une sous-couche en ciment-pierre et non avec des pigments minéraux dilués à l'eau et posés sur un enduit humide. Ils sont improprement appelées fresques. Les autres peintures murales sont posées sur un enduit en plâtre.

Le décor monumental du chœur (ill.) :

La fresque est située juste en-dessous des vitraux du chœur. Elle est encadrée par un bandeau beige décoré de motifs géométriques noirs. La fresque associe plusieurs thèmes :

- la Crucifixion (ill.) avec sur le côté gauche du Christ, Marie, debout à côté de la croix, et les saintes femmes en prière au pied de la croix ;

- le recueil du Saint Sang avec les deux anges et le personnage debout à droite de la croix (Joseph d'Arimathie ?) qui tiennent des coupes sous les plaies des mains et du torse ;

- et enfin, à droite de la croix, la foi dans le baptême en rémission des péchés.

Les architectures représentées sont : à gauche le Temple de Jérusalem, et à droite l'église Saint-Martin telle que reconstruite après la Première Guerre (ill.).

La composition est très symétrique : de chaque côté de la crucifixion située au centre, un grand personnage debout et deux personnages plus petits - dont celui du premier plan qui est agenouillé -, un ange, un décor stylisé de rochers sur lequel sont représentés des bâtiments. L'ensemble est peint sur un fond bleu "pointilliste" et encadré par deux grands arcs représentant l'arc-en-ciel. Des textes latins en lettres dorées sont inscrits dans les angles et autour des personnages. La principale ligne de fuite de la composition suit les têtes des personnages agenouillés et debout du premier plan puis celles des personnages debout sous la croix. Elle dirige le regard vers le visage du Christ. Cette première ligne est soulignée par le mouvement des anges en vol qui semblent s'élever au-dessus des architectures puis de nouveau par le dessin des arcs-en-ciel. Ces deux axes de la composition n'amènent pas au Christ mais aux vitraux qui symbolisent la lumière divine. Les couleurs de la fresque reprennent d'ailleurs celles des verrières : orangé, blanc, violet, ocre et vert.

Le décor du chœur est signé et daté en bas à gauche (ill.) : "Val Reyre pinxit, anno domini 1928". La signature est accompagnée de la représentation d'une arche de Noé vue depuis la proue, référence au mouvement auquel Valentine Reyre appartient.

Les couleurs rappellent aussi la Crucifixion peinte par Giotto pour la chapelle Scrovegni de Padoue : même fond bleu, mêmes vêtements ocre, orange ou blancs, mêmes anges volants recueillant le sang qui s'échappe des plaies aux mains... La graphie des textes et l'utilisation du latin rappellent l'épigraphie romaine ou carolingienne. Tous ces éléments inscrivent la fresque dans le mouvement l'Arche, à la fondation duquel Valentine Reyre a participé, et qui souhaitait s'inspirer des artistes du Moyen Âge mais sans les plagier.

De nombreuses églises de la Reconstruction sont ornées de peintures murales car c'est un moyen peu coûteux de décorer de grandes surfaces. Ainsi le chœur de l'église Saint-Géry à Flesquières (Nord), à la décoration de laquelle Valentine Reyre participe, est-il également décoré d'une grande fresque consacrée à la Crucifixion (œuvre d'Emile Flamant). Bien que de styles assez différents, elles présentent cependant quelques similitudes, comme la composition d'ensemble, la présence de textes explicatifs et la représentation de l'église reconstruite dans un coin de la fresque, la présence de personnages statiques, la taille des compositions qui épousent tout l'espace disponible sur le mur. Leur matière, pauvre en médium, donne l'aspect mat de la fresque.

Les décors des voûtes :

- la voûte du chœur (ill.) : sur le fond enduit ocre qui badigeonne tous les murs de l'église, la Sainte Trinité est représentée dans trois médaillons accolés. Ces médaillons occupent le pourtour d'un demi-cercle décoré de motifs géométriques dans deux tons de bleu et sont circonscrits par une ligne de motifs géométriques soulignant la circonférence du cercle. De grands rayons triangulaires décorés de motifs géométriques partent de ce cercle pour venir rejoindre le bord de la voûte, à son tour décorée de motifs géométriques triangulaires et rectangulaires. Les couleurs utilisées sont les mêmes que celles mises en œuvre sur les intrados des arcs : elles reprennent la gamme colorée de la fresque du chœur mais dans des tonalités plus soutenues.

Le morcellement des décors des rayons, du fond bleu entourant les médaillons et des médaillons eux-mêmes dont le tour est interrompu par une croix pattée bicolore associé à la présence de l'enduit ocre entourant la totalité des motifs, rappelle les mosaïques dont étaient décorées les premières églises.

- la voûte des absidioles (ill.) : le décor est identique dans les deux absidioles. De petite taille, il est adapté à son cadre : sur le fond ocre de l'enduit, deux colombes en vol viennent boire dans une coupe en forme de calice dont le pied est pris dans un pampre. La gamme colorée réduite (blanc, ocre, brun et bleu) fait écho à celle des intrados des arcs.

Le décor des murs :

Le décor se développe en partie basse sur tous les murs de l'édifice, hormis ceux des absidioles. Il occupe l'espace entre le soubassement et les baies dans les bras du transept et les bas-côtés (ill.), et entre la fresque et le sol dans le chœur. Il est constitué de panneaux colorés s'achevant par des triangles, séparés par de grandes bandes verticales constituées d'empilements de formes géométriques simples. L'ensemble fait penser à un faux lambris ou à une succession de bannières séparées par des piliers habillés de tissus. Les tons de ces frises reprennent, assourdis, ceux de la fresque du chœur.

Le décor des arcs (ill.) :

Les intrados des arcs ainsi que les arêtes de maçonnerie à l'entrée des absidioles sont décorés de motifs en frise. Les arcs doubleaux et les grandes arcades (séparant la nef des bas-côtés) sont ornés d'éléments géométriques simples. Les frises sur les arcs entourant la croisée du transept et sur l'arc triomphal (qui sépare la nef du chœur) offrent des décors géométriques plus complexes et plus denses. Enfin, les arcs marquant l'entrée des bras du transept et l'arc triomphal associent des motifs de croix pattées dans un médaillon, de palmettes, de feuilles lancéolées et de pommes de pin.

Au-dessus de l'arc triomphal, Valentine Reyre a disposé une frise associant motifs géométriques et rayons, qui fait écho à celle de la voûte du chœur.

Le Chemin de croix (ill.) :

Composé de quatorze stations, il est disposé sous les baies des bas-côtés, à raison de deux stations par baie. Chaque panneau est entouré par un cadre en béton légèrement saillant par rapport au nu du mur. De forme carrée, tous ont une taille identique de 82 cm de côté.

Les compositions sont similaires pour toutes les stations : la priorité est donnée aux personnages qui occupent tout l'espace de la composition. Il y a peu de fonds (station VII : Jésus tombe pour la deuxième fois où se retrouve le bleu de la fresque du chœur), peu de décors d'architecture ou de paysages et ceux-ci sont toujours simplifiés en grands volumes et ne visent pas à être réalistes (station XI : Jésus cloué sur la croix ; station IX : Jésus tombe pour la troisième fois). Les attitudes sont réalistes mais pas le traitement des corps et des vêtements en grandes masses de couleurs vives ni le dessin simplifié des membres. Les couleurs et le traitement des personnages sont similaires à ceux de la fresque du chœur.

Valentine Reyre réalise également le Chemin de croix de l'église de Flesquières, peint sur contreplaqué. Si le format, également carré, est un peu plus petit qu'à Fontaine-Notre-Dame et les couleurs plus pastels, la manière d'occuper l'espace est identique : personnages de grande taille aux volumes simplifiés au premier plan, arrière-plans composés de paysages ou d'architecture schématisés. On peut remarquer la grande similitude de composition entre les deux stations XI.

Ce Chemin de croix est également protégé au titre des Monuments Historiques (inscription le 15 avril 1991).