Широкие возможности использования таких изображений давала книжная графика, прежде всего, украинская и польско-литовская. Исследователи отмечают, что назначение и ярко выраженная архитектурная форма изразцов Теремка свидетельствуют о работе опытного зодчего. Не сохранилось точных документальных данных, по которым исследователи могли бы безошибочно установить, что именно принадлежит в Крутицах тому или другому архитектору. Точно известно, что изразцовое убранство Теремка является заслугой Осипа Дмитриевича Старцева. Многоцветный изразец был одним из его излюбленных приёмов украшения: как никакой другой московский зодчий, он использовал его декоративные качества. Его руководство, скорее всего, как полагают исследователи, состояло в «проектировании» изразцового декора, организации заказа на изразцы и указаниях в процессе изготовления форм для них. Во время строительства зодчий находился в Смоленске и Киеве; строительство завершал Ларион Ковалёв. Исследователи полагают, что полихромной декорацией мог быть украшен весь Теремок: на южном фасаде сохранились отдельные изразцы, а также терракотовые капители на белокаменных колонках. Из архивного дела, возбуждённого 26 февраля 7202 (1694) г. стряпчим Подонского митрополита Сидором Бухваловым против каменных дел подмастерья Осипа Старцева и его сына, известно, что их обвиняли в получении лишних денег за ценинные образцы (изразцы). В деле Старцевы упоминаются лишь как поставщики ценинных образцов и белокаменных резных деталей. В своё оправдание О.Д. Старцев объяснял, что некоторые изразцы пришлось «рассекать» для получения полного покрытия поверхности: части разных по размеру и рисунку изразцов и композиций соседствуют, «разбивая» даже керамическое панно с изображением двуглавого орла. Он просил подсчитать все изразцы в новопостроенной палатке и по переходам, чтобы снять с себя подозрения. Белокаменные и керамические колонки в виде виноградной лозы на крутицком Теремке аналогичны белокаменным колонкам наличников Грановитой палаты, которые появились в 1684 г., когда первоначально небольшие оконные проёмы были растесаны и заново украшены. Этими работами также руководил О.Д. Старцев. Декоративное убранство южного фасада выполнено из кирпича и белого камня. Оба яруса украшены сдвоенными колоннами, вверху, над арками, помещено по одному окну с разорванными наличниками. На парадной, северной стороне св. ворот частично сохранилась живопись на голубом фоне в окружении растительного орнамента (в основе XVIII в.). Над восточной аркой – поясной Деисус, над ним в своде арки – «Троица Ветхозаветная»; над западной аркой – «Успение Пресвятой Богородицы», на своде арки – в медальонах Спас «Благое молчание» в окружении ангелов и избранных святых (слева узнаваемый образ Николая Чудотворца); выше в арке – «Господь Вседержитель». В XIX–XX вв. особое внимание исследователей и реставраторов было привлечено к изразцовому декору Теремка. Одна из первых его фиксаций принадлежит архитектору Фёдору Фёдоровичу (Фридриху Фридриховичу) Рихтеру. Во время реставрационных работ в 1867–1868 гг. (архитектор Дмитрий Николаевич Чичагов) была восстановлена часть изразцов. Впоследствии реставраторы отзывались критически об этих работах из-за применения несоответствующих первоначальной технике наглазурных красок малого огня, крайне непрочных. К началу ХХ в. они разрушились, местами обнажился грунт. Московское археологическое общество приняло деятельное участие в реставрации памятника, за работами вели наблюдение члены его Комиссии по сохранению древних памятников, архитекторы Зиновий Иванович Иванов и Иван Васильевич Рыльский.