В статье рассматриваются особенности иконы «Собор архангелов» из Великого Устюга (ГРМ, ДРЖ-3103. Дерево, левкас, темпера. 165,0 × 117,0 × 3,0 см). Икона была раскрыта в 1959 – 1968 годах в Центральных государственных реставрационных мастерских (Москва) А. Н. Барановой. В 2022 – 2024 годах в Русском музее в связи с подготовкой каталога собрания древнейших русских икон было предпринято комплексное исследование памятника. В ходе работ произведены рентгенографирование поверхности, исследования в ультрафиолетовой, инфракрасной, видимой областях спектра и макросъемка, рентгенфлуоресцентный анализ (РФА) пигментов, анализ пигментов с помощью ИК-Фурье спектроскопии (ИКФС) (материалы, полученные в ходе исследований, предоставлены автору сотрудниками Русского музея: С. В. Сирро, О. В. Голубевой, В. Ю. Тороповым, А. Ю. Богдановым, И. И. Андреевым, Н. Г. Соловьевой). Анализ материалов позволил сделать выводы о конструкции иконного щита, паволоке, грунте, графической подготовке и стратиграфии красочных слоев. Выявлены характерные особенности написания иконы. Изучение под микроскопом дало возможность составить подробное описание сохранности иконы. Один из важнейших выводов исследования касается состава пигментов. Доказано, что при написании иконы мастер отказался от применения золота, а использовал аурипигмент. В то же время синяя краска, ранее считавшаяся ультрамарином, в ходе изучения определена как органическая (типа индиго).