Kalkmarierne
Karlstrup Kirke har nogle fine gotiske kalkmalerier, som man finder i korets hvælv, loftet over alteret. De er fra anden halvdel af 1300-tallet, hvor hvælvet også er fra. Man ved ikke, hvem der har udført kalkmalerierne, hvilket man gør de færreste steder rundt om i Danmark. Man ved blot, det er et sjællandsk murermesterværksted, der har stået bag, og derfor kaldes denne type kalkmalerier for murermesterbemalinger.
På ribberne, der går på tværs af hvælvet, og vulsterne langs buerne er der malet ornamenter – dekorative mønstre – i ens farver. Ribberne har parvis mønstre formet som henholdsvis spær og romber. Mønstret på vulsterne skal ligne flettede tøjstykker. Kapperne imellem ribberne og vulsterne er udsmykket med store liljeornamenter. Formålet med malerierne har især været at fremhæve hvælvets arkitektur.
Efter flere hundrede års tildækning var det først i 1988-1989, at kalkmalerierne blev afdækket og restaureret af Nationalmuseet, som i 2010 stod for endnu en restaurering af dem. Man ved ikke, hvornår kalkmalerierne blev dækket til eller hvorfor, men det har været efter reformationen og skyldtes nok – som tilfældet har været mange steder – at man især i 1700-tallet foretrak et helt hvidt kirkerum.
Danmarks største billedskat
I dag kan man se kalkmalerier i mere end 700 danske middelalderkirker, og de anses som en helt unik kulturarv og kaldes for Danmarks største billedskat.
I kapperne ses fire sladrehuller, små huller, der blev lavet samtidig med hvælvet. Det var datidens håndværkere, der sørgede for, at der i tilfælde af utætheder i taget ville komme vand ud her, så man hurtigt opdagede problemet. I mange år var de helt lukkede, men i forbindelse med restaureringen i 1988-1989 blev de genåbnet og lukket med en tilbagetrukket tilmuring.
Ribberne ”hviler” på udskårne kridstenshoveder, som er ældre end hvælvet. Mod nordøst er der et løvehoved og mod sydvest og sydøst er der mandshoveder. Der har også været et hoved mod nordvest, men det er forsvundet. De har oprindeligt været malede og har siddet et andet sted. Måske har de været en del af et tidligere hvælv og er taget ned og sat op igen. Ikke mindst fordi man ikke kender den sammenhæng, konsolhovederne – som de også kaldes – indgik i, er det usikkert, hvad de har skullet symbolisere. Men løvehovedet kan sagtens have været et kristussymbol, idet løver i middelalderens teologi optrådte som metaforer for Kristus.
I forbindelse med restaureringen i 1988-1989 fandt man også mange andre steder fragmenter af malede dekorationer. De ældste, på korets vægge, var fra kirkens opførsel. Ved samme lejlighed stødte man på runeindskrifter fra perioden 1200 til 1300 i muren i både den nordlige og sydlige del af koret. De sidder langt inde og blev dækket til igen og kan derfor ikke ses.