Почетак 14. века затекао је цркву у рушевинама. Премда је од старије грађевине сачувано доста остатака – у првом реду спољни зидови до висине од преко пет метара, део апсиде, улази, доњи прозори, иконостас и јаки пиластри на фасади, врло тешко је рећи какав облик је црква имала првобитно, како је изгледала њена унутрашњост и њени горњи делови. Градитељи краља Милутина који су приступили њеној обнови полазили су од битно другачијих стилских, просторних и конструктивних замисли. Од старе грађевине остављено је недирнуто само оно што је могло да се прилагоди и уклопи у нову концепцију цркве, а све остало је заувек нестало. Црква је била озидана фино клесаним квадерима љубичастог трахита, спојеним веома танким слојем малтера, па лице зида оставља утисак веома солидне и пажљиве градње, монументалног и стаменог здања. Тесаници су слагани у правилним хоризонталним редовима, неједнаке висине; они опасују читаво здање са изузетком апсиде, па се чини да је она конструктивно засебно изведена.

Основа Нагоричина показује да је, на зидовима старе, овде саграђена црква састављена од припрате са малим куполама, наосом са великом куполом и олтара са бочним анексима, протезисом и ђакониконом који су имали функцију параклиса и над којима су такође биле мале куполе. Ни један ни други анекс немају апсиду на источној страни, што је још једна последица коришћења зида старе грађевине. На овај начин добијен је, формално, облик цркве уписаног крста са петокуполним решењем, мада са извесним одступањима од класичних византијских цркава тог типа. Непосредан узор била је, изгледа, Богородица Љевишка у Призрену (1307-1309).

Главни улаз налази се на западној, а други мањи на јужној страни цркве. На бочним странама била су по три наспрамна, али несиметрично распоређена мала правоугаона прозора, а један једноделни лучно завршен налази се на апсиди. У позније време на западној страни цркве додат је ексонартекс, сада највећим делом срушен. Архитекта који је обнављао цркву посветио је велику пажњу декоративном изгледу фасада, мада се то данас једва примећује због оштећења и неадекватних интервенција. У односу на стару цркву измењен је и начин зидања. Стари део грађевине зидан је од блокова трахита, а нови део је озидан тесаницима трахита али и опеком, тако што је између сваког реда тесаника убачен по један ред опеке. Декоративни сплет опеке, камена и керамопластике најстудиозније је изведен у забатима кракова крста и на куполама, али прекрива и све друге слободне површине зидова. Црква је била покривена црепом.

Споља, грађевина изгледа као црква уписаног крста, веома издужених подужних кракова, са великом куполом у средишту. Њен тамбур почива на коцкастом постољу и осмоугаон је, као и тамбури четири мање куполе. Да би се ублажила изразита разлика између старог и новог дела фасаде, дуж бочних страна били су саграђени тремови са аркадама. Од њих нема материјалних остатака, али је онај са јужне стране остао забележен на слици модела у рукама ктитора. Судећи по тој представи, тремови су били доста уски, према спољашности су се отварали лучном аркадом, која се ослањала на три ступца или пиластре, а били су покривени једносливним кровом. Посебно пажљиво обрађена је и западна фасада. У средишту њеног забата налази се лепа бифора са полукружним тимпанонским пољем, украшеним керамиком и опекама.

Захваљујући сачуваним потписима, зна се да су фрескописци у време краља Милутина били Михаило и Евтихије Астрапа, солунски мајстори који су већ дуже време радили за српског краља, вероватно по препоруци његовог таста, Андроника Другог. Када су дошли у Србију, колико се данас зна, најпре су обавили један мањи посао у Пећкој Патријаршији, да би око 1310. живописали Богородицу Љевишку у Призрену. Учествовали су, можда, и у обнови живописа Жиче, а прекрили су фрескама и зидове малог параклиса кога је Милутин подигао у Студеници, у част Богородичиних родитеља Јоакима и Ане. Осим потписа, Михаило и Евтихије су оставили натписе са подацима о датуму живописања. Посао је трајао 3-4 године и био је завршен најкасније у лето 1318. године.

Фреске Цркве Светог Ђорђа, по својим стилским особеностима, представљају типично дело ренесансе Палеолога. Њима се Михаило и Евтихије исказују као верни следбеници путева развоја сликарства Цариграда и Солуна у првим деценијама 14. века. Иако дело двојице мајстора, оне се одликују великом уједначеношћу. Заједничка особина мајстора је савршенство обраде, поштовање класичних мера и облика, али и тежња за издуживањем пропорција фигура. Цртеж је врло сигуран са ретким деформацијама. Моделација је заснована на колористичким односима и вештом слагању тонова. Палета сликара је жива, понекад са тенденцијом ка декоративности, нарочито у шаренилу одеће. Једна од највећих преокупација сликара је покрет. Многи приказани догађаји као да се одвијају у ходу, па неке сцене својом ритмиком подсећају на античке рељефе. Због свих наведених особина, слободно се може рећи да фреске Нагоричина не заостају за најнапреднијим токовима византијске уметности Палеолога. И не само то, оне улазе у ред најбољих дела ране еврoпске уметности 14. века.