널방의 방향은 남향이며 남북 장방형 널방과 널길〔羨道〕로 이루어진 홀방무덤〔單室墳〕이다. 현재 남아 있는 봉분의 지름이 23m, 널방 바닥에서 봉분 위까지의 높이가 4.2m이다. 널방의 네 벽은 넓은 판석(板石)으로 축조하였고 그 위에 석회를 발랐으며, 천장은 평행굄 2단, 삼각굄 1단의 평행삼각굄이다.
널길 및 널방벽과 천장에 벽화를 그렸으나 석회의 박락이 심해 전모를 알기는 어렵다. 벽화 표현에는 묵선(墨線)을 썼고 주색·황색·백색·자색을 주조로 하였다. 곳곳에 금가루〔金粉〕를 사용해 밝고 화려한 느낌을 주도록 하였다.
벽화의 주제는 사신(四神)이나 연지(蓮池), 일월성신(日月星辰)이 함께 표현되는 등 아직 전형적인 사신도벽화(四神圖壁畵) 단계에 이르지는 않고 있다.
널길 좌·우벽에는 연지를 그렸는데, 수목의 나뭇잎 표현에 금가루를 쓰고 산호초와 기암괴석 등을 질서정연한 좌·우대칭으로 배치하였다. 당시 고구려의 정원조경술을 보여주는 자료이다. 불교의 극락세계에 존재한다는 천상연지(天上蓮池)를 표현하였을 가능성이 높다.
널방벽에는 사신과 일월상(日月像), 천인(天人), 각종 구름무늬와 인동연화문(忍冬蓮花文)을 그렸으며, 화려하고 동적인 느낌을 준다.
동벽은 하반부에 청룡을, 상반부에 용을 타고 나는 천인과 서조(瑞鳥)를 표현하였다. 이들의 배경화면에는 한 방향으로 흐르는 각종 구름무늬와 함께 바람에 날리는 듯한 인동연화문을 그렸다. 운동성을 가미한 부드럽고 섬세한 필선이 육조시대 중국의 석각화(石刻畵)의 표현법을 연상하게 한다. 이는 중국과의 밀접한 문화·예술의 교류결과로 보인다.
서벽에는 좌반부 벽화만 일부 남아 있으며, 하반부에는 백화를, 상반부에는 천인과 달모양을 배치하였다. 계수나무가 그려진 서벽의 달모양으로 보아 애초에는 동벽에도 해모양이 있었을 것으로 짐작된다. 해모양과 달모양을 널방벽 상반부에 배치한 벽화분으로는 매산리사신총과 대안리 1호분이 있다.
널방 입구인 관계로 좌우로 나뉜 남벽에는 상반부에 한쌍의 주작을, 하반부에 소나무인 듯한 수목을 묘사했으나 퇴색으로 인해 매우 희미하다.
북벽 역시 동·서벽과 같이 상반부에는 구름과 연꽃 사이로 하늘을 나는 천인을 그렸으나 하반부는 박락이 심해 알아보기 어렵다. 현무가 그려져야 될 자리이나 보고서에 따르면 남은 흔적은 용에 가깝다고 한다.
천장부에는 각종 별자리와 인동에 싸인 연꽃을 그렸다. 천장1층받침에는 인동과 금색연화식(金色蓮花飾)을 번갈아 그려 장식하였고, 2층받침에는 녹색과 백색을 같은 간격으로 반복 채색해 일종의 병풍효과를 내고 있다. 각 삼각석 밑면에는 연화문을 하나씩 그려 넣었다.
연화문 둘레에는 힘차게 회전하는 인동문으로 감싸 생동감을 부여하고자 하였다. 천장에는 북두칠성을 비롯한 28개의 별자리를 묘사하였는데, 별들은 모두 금가루로 나타냈다. 이와 같이 금가루로 별을 형상한 예로는 덕화리 2호분 천장도가 있다.