수산리 고분벽화는 회벽을 바르고 그 위에 그림을 그렸다. 현재는 널방 북벽과 동벽이 심하게 훼손된 상태이다. 널길 좌우에 문지기 장수를 그렸고, 널방에는 무덤 주인 부부의 생활모습을 묘사하였다. 널방의 각 벽에는 기둥, 두공, 들보 등을 그려 넣어 무덤의 내부를 마치 목조 건물처럼 보이도록 치장하였다.
북벽은 주인부부의 실내생활 장면인데, 벽화의 상태가 많이 훼손되어 원래 모습을 알아보기 어렵다. 원래 북벽에는 주인부부의 실내생활도가 그려져 있었다. 화면 가운데 치미를 올리고 기와를 얹은 우진각지붕의 가옥이 보이며, 장막을 걷어 올리고 평상을 놓은 집 안팎에서 남녀 시종의 시중을 받으며 생활하는 모습이다. 평상위의 서쪽에는 붉은 색 옷을 입은 묘주인이 정면을 바라보고 앉아 있고, 여주인은 동쪽에 앉아 주인공을 향해 고개를 돌리고 있었으며, 남자주인 옆에는 부채를 든 남자 시종이 3명 서 있었다.
현재는 주인공 부부와 집안의 남자시종 3명의 그림은 훼손되어 남아있지 않다. 기와를 얹은 우진각지붕의 가옥에 장막을 걷어 올린 실내의 모습과 묘주인의 왼편에 황색의 털부채(주미) 1개가 세워져 있고, 집 안팎에 시중드는 남녀 인물들이 무덤주인을 향해 서 있는 모습 정도가 남아 있다. 묘주인의 왼쪽 남자들은 흑건을 쓰고 황색저고리에 황색바지를 입은 차림이다. 오른쪽의 여인들은 머리를 단정히 빗어 올리고 검은색 섶을 댄 담홍색 긴 저고리에 주름치마를 입고 있다. 남녀 시종들은 주인의 분부를 기다리고 서있거나 여러 가지 음식을 나르면서 시중을 드는 모습이다.
동벽은 회벽이 심하게 박락되어 전체 벽화의 내용을 알기가 어렵다. 동벽의 윗부분에는 두 손을 소매 안으로 넣어 가슴에 모으고 있는 인물과 그 아래로 무릎을 꿇은 인물이 묘사되었는데, 인물들의 크기로 보아 신분이 높은 사람을 영접하는 장면으로 보인다. 이들은 모두 뒤끝이 뾰족하게 솟은 흑책을 쓰고 아래로 길게 늘어진 황색포를 입고 있다. 동벽의 아래 부분에는 북과 뿔 나팔을 연주하는 악대와 악대를 따르는 여인들의 모습이 그려졌다. 현재는 악대의 모습만이 남아있다.
서벽에는 마름모꼴을 반복해서 그린 2줄의 긴 띠로 벽면을 위아래로 나누고 상단에는 곡예장면과 묘주부부의 나들이 행렬이 그려졌다. 하단에는 일산을 든 인물과 말과 마부가 그려졌다. 곡예장면은 나무다리 걷기, 공과 막대기 던져 받기, 바퀴 던져 받기 등의 모습을 담고 있다. 나무다리 걷기는 나무다리를 번갈아 들어 올리거나 회전하는 역동적인 놀이였다. 나들이 행렬의 맨 앞에는 남자묘주가 묘사되었으며 그 뒤로 아들로 보이는 젊은 남자가 뒤따른다. 묘주부인은 붉은 연지를 찍은 풍만한 얼굴에 적당한 신체의 비례를 유지하며 우아한 자태를 보여준다. 색동주름치마와 긴 저고리를 입은 모습은 귀족여인의 화려한 복식과 세련된 감각을 드러내고 있다.
남벽은 널방의 입구 부분으로 좌우의 동벽과 서벽에 벽화가 그려졌다. 입구 양편으로 검은 모자를 쓰고 황색포를 입은 남자들이 무덤의 입구를 지키듯 서로 마주보고 나란히 서 있는 모습이 확인된다. 일산은 대가 구부러지고 둥근 테두리가 있는 꽃잎모양의 장식을 달아 만들었다. 벽화의 여백에는 구름무늬가 그려져 있다.
연도의 좌.우벽에는 무덤을 지키는 문지기가 있다. 왼쪽 벽의 것은 지워져 자세히 알 수 없으나, 오른쪽 벽의 문지기는 허리띠를 졸라매고 소매를 걷어 올린 모습으로 모자는 쓰지 않았다. 부릅뜬 눈에 이를 드러낸 표정, 귀 밑까지 뻗친 수염 등에서 힘 센 장수의 특징이 잘 드러난다. 오른손에는 둥근 고리 큰 칼을 들고, 왼손에는 깃발을 단 긴 창을 들고 서 있다. 양손에 모두 무기를 든 특이한 예이다.
