L’affresco di san Vito è il centro e l’origine di tutto il santuario nolese: esistente già nel XVI secolo, era dipinto su un pilone votivo che si trovava alla confluenza delle strade che portavano dal centro abitato di Nole alla Stura e oltre.

Qui, i viandanti e i lavoratori che passavano non mancavano di rivolgere una preghiera al santo martire e spesso chiedevano una grazia per sé o per i propri cari. Accadevano anche fatti miracolosi, come racconta il prevosto don Chiaretta nelle sue relazioni: avvennero, infatti, “strepitose guarigioni…, tra cui si narra di uno storpio guarito istantaneamente che vi lasciò le gruccie”. La devozione dei nolesi ha ben presto consentito la costruzione di una prima cappella, corrispondente all’attuale presbiterio, a spese della Comunità nolese. In seguito vennero anche realizzate due stanze (cui si accede alla sinistra del presbiterio) adatte ad ospitare un romito (o eremita) che aveva l’incarico di custodire l’edificio e renderlo fruibile ai fedeli che vi si accostavano.

Al dipinto raffigurato sulla primitiva edicola votiva fu sovrapposta una seconda iconografia, opera di Giovanni Lorenzo Lega datata 1646 e visibile ancora oggi: san Vito è al centro, in abiti seicenteschi, nella gloria del Paradiso e in atto di preghiera; alla sua destra san Pietro con le chiavi in mano e alla sinistra l’apostolo Giacomo il maggiore, vestito con gli abiti tipici del pellegrino medievale. In alto sono raffigurati Gesù Cristo e la Beata Vergine Maria nell’atto di incoronare il martire Vito con ramo intrecciato. Gesù, a destra, porta la croce, mentre Maria, a sinistra, offre la palma simbolo del martirio.

Ai lati del pilone centrale, sono stati aggiunti pochi anni dopo altri due affreschi, riscoperti nella campagna di restauri del 2002-2004: a sinistra sant’Antonio abate e a destra san Giovanni evangelista.

Nel Settecento fu addossato alla parete di fondo un retablo policromo, costituito da un’alzata lignea con elementi architettonici che incorniciano i dipinti; così i due affreschi laterali vennero coperti dalle tele di san Modesto e santa Crescenzia, collegati al culto di san Vito dalle narrazioni medievali, quali nutrice e precettore del giovane santo: dopo il restauro del complesso presbiterale le tele sono state rimosse dal retablo e collocate lungo le pareti.

La decorazione muraria del presbiterio risente di più interventi e descrive la storia dell’ampliamento del santuario: la pittura a trompe l’oeil sulla volta, risalente al Seicento, riprende in maniera più semplice le finte architetture barocche che si aprono verso il cielo e alzano la volta e lo sguardo dello spettatore verso il Paradiso. Settecentesca è la decorazione parietale, probabilmente aggiunta insieme con l’ampliamento della navata centrale. Da ultimo spicca la lunetta sopra il retablo ligneo, che, attraverso la combinazione di putti e decorazioni floreali, rappresenta l’ultimo strato di pittura, risalente all’Ottocento.