Hace algo más de un decenio, sin embargo, algunos problemas de humedad llevaron a descubrir que la capa de cal de las paredes interiores ocultaba unos frescos de la época renacentista. Se iniciaba entonces el camino que habría de culminar con la recuperación de un conjunto realmente excepcional dentro del patrimonio artístico de Galicia.
Las pinturas se han datado en la segunda mitad del siglo XVI. Por entonces, la Iglesia estaba inmersa en plena Contrarreforma, afanándose por recuperar fieles, prestigio y cierta esencia de su doctrina, y las pinturas murales eran uno de los instrumentos empleados para todo ello.
En aquellos tiempos de regeneración se pusieron manos a la obra los autores del conjunto de Santa María, y aunque según los expertos fueron varias las manos que lo crearon, parece probable que una parte se deba al llamado Mestre de Nogueira. A falta de su nombre real, así se conoce a un artista que trabajó en tierras lucenses hacia 1560 y dejó constancia de su destreza en varias de las construcciones de la zona.
Pero como decíamos, los muros interiores de la iglesia de Nogueira acabarían cubiertos de cal, igual que los de gran parte de los templos románicos gallegos. ¿Los motivos? Precauciones higiénicas frente a pestes y epidemias, cambios en los gustos estéticos y el deterioro de las propias pinturas por la humedad y el roce constante. Fuera cual fuera la razón de más peso en este caso, las paredes encaladas contribuyeron a la conservación de lo que se ha llegado a llamar Capilla Sixtina gallega.