1987년 9월 말∼10월 초에 걸쳐 북한의 사회과학원 고고학연구소에서 발굴조사하였다. 벽화고분이 있는 지형은 동암리 소재지에서 1.5㎞ 떨어진 서북쪽에 대동강이 흐르며, 그 북동쪽에 ‘검산’이라고 하는 낮은 산이 동남으로 놓여 있어서 검산동 고분으로 불렸다.
고분은 이 검산에서 북쪽으로 치우쳐 서쪽으로 뻗어 거의 평지에 가까운 능선 끝에 있다. 고분의 주위에는 ‘왕재’라는 낮은 재가 있고, 고구려고분들이 많이 분포되어 있다.
고분은 돌방무덤으로서 널길[羨道]→앞방[前室]→널길→널방[玄室]로 이루어진 구조이고, 방향은 남쪽으로 약간 치우쳐진 서향이다. 고분의 규모를 보면, 널길은 남벽 길이 263㎝, 북벽 길이 245㎝, 너비 120㎝, 높이 182㎝이고, 앞방은 남벽 길이 187㎝, 북벽 길이 188㎝, 서벽 너비 350㎝, 동벽 너비 355㎝, 높이 288㎝, 동서 최대 길이 220㎝, 남북 최대 길이 360㎝에 달한다. 널방은 동벽 길이 360㎝, 서벽 길이 350㎝, 북벽 너비 370㎝, 남벽 너비 370㎝, 높이 360㎝, 동서 최대 길이 390㎝, 남북 최대 길이 370㎝에 달한다.
고분 내의 벽화는 발굴조사 당시 거의 박락되어 잔존한 일부의 벽화만을 확인할 수 있었다. 벽화의 배치 내용을 살펴보면, 앞방의 벽화는 피장자의 초상, 그 생활의 일단을 보여주는 벽화들이다.
즉, 주인공의 초상, 주방그림, 행렬장면의 벽화, 사냥을 주제로 한 벽화, 책(幘)·절풍(折風)·패랭이 등 모자를 갖춘 다른 형식의 인물벽화 등이 있다. 또한 주름치마에 긴 겉옷을 입은 여자를 그린 벽화와 여러 가지 장식문양이 있는 벽화도 있다. 널방의 벽화는 여러 장식 무늬와 별자리[星座]를 그린 듯한 벽화가 있다.
동암리 벽화고분에는 지금까지 알려진 고구려 벽화고분의 내용과는 달리 생활풍속도 중심으로 벽화가 구성되고 있어 고구려 벽화고분의 변천과 연대를 추정하는데 중요하고 새로운 자료가 된다. 무덤 방향이 서쪽을 향해있고 두 개의 방[二室]으로 구성되었으며, 벽화내용이 생활풍속 중심인 것으로 보아 동암리 벽화고분의 축조연대는 4세기 말로 추정된다.