В храме пребывает чтимый список с чудотворной иконы Пресвятой Богородицы «Всех скорбящих Радость». Эта святая икона впервые прославилась в 1688 году в Москве, в Преображенской церкви на Ордынке, где хранилась с давних пор, исцелением Евфимии, родной сестры Патриарха Иоакима.
История древней святыни такова. Однажды рано утром, после пламенной молитвы, больная услышала голос: «Евфимия, иди в храм Преображения Сына Моего, там есть образ Мой, именуемый «Всех скорбящих Радость». Призови к себе священника с этим образом и отслужи водосвятный молебен. И тогда получишь исцеление». Евфимия всё исполнила, как ей было велено, и 24 октября (6 ноября по н.с.) получила избавление от недуга. С тех пор в этот день было установлено празднование образу Божией Матери «Всех скорбящих Радость». По всей России имеются её списки, один из которых пребывает в Скорбященском храме города Рязани и очень почитается. На иконе Богородица изображена во весь рост, окруженная подвижниками благочестия и бедствующими людьми: нищими, обидимыми, больными.
К числу святынь храма относится икона великомученика и целителя Пантелеимона с частью честных мощей святого. Этот образ написали на Святой горе Афон, и там же была помещена в икону частица святых мощей великомученика. Впоследствии эту икону архимандрит Авель (Македонов), бывший настоятель Афонского Пантелеимонового монастыря (1975-1979 гг.), пожертвовал в Скорбященский храм Рязани. Чтимый образ святого Пантелеимона постоянно пребывает в алтаре храма.
Немалый интерес представляет Тихвинская икона Божией Матери, оклад которой мастерски вышит бисером неизвестными мастерицами.
Стены храма расписаны в 1870-е гг. известным рязанским иконописцем Николаем Васильевичем Шумовым.
