현재 국내 사찰에서 일주문을 지나 천왕문을 들어서면, 나무나 흙으로 만든 조선후기의 거대한 사천왕상을 쉽사리 만날 수 있다. 그런데 본 사천왕상 작품은 세로 350센티가 넘는 두루말이형의 거작 불화이다. 사천왕상이 단독으로 그려진 불화는 현재 국내에 알려진 작품으로는 몇점 밖에 없으며, 그 중에서도 범어사 소장본이 지금까지는 규모가 가장 큰 것으로 추정된다. 범어사 소장본은 두루말이형의 비단 4폭에 천왕상을 각각 1구씩 그렸는데, 전체적으로 본지와 안료의 박락이 심하고 변색된 상태이나, 지물과 도상 파악에는 전혀 무리가 없다. 다만 천왕상의 지물에 따라 도상명을 비정하고 있으나, 조선후기에 등장하는 천왕도상의 명칭에 따른 지물이 조각작품과 불화작품이 각각 달라 문제가 있다. 먼저 본 작품의 4폭 중 하나는 칼을 쥐고 있어 동방 지국천왕으로 볼 수 있고, 두 번째는 용·보주를 쥔 남방의 증장천왕, 세 번째는 탑과 당(幢)을 들고 있는 서방 광목천왕, 마지막은 비파를 들고 있는 북방 다문천왕이라 할 수 있다.

천왕상의 육신은 朱具(혹은 갈색을 사용)를 전체 바르고 단색으로 바림하여 음영을 나타내고 있다. 주선으로 육신선과 주름을 표현하였고, 두부는 먹을 바르고 녹청안료로 육곽을 처리하였다. 부릅 뜬 눈동자 표현은 먹선으로 눈꺼풀 윤곽을 그리고, 백안의 가장자리에는 담먹으로 바림하였으며, 홍채부분은 갈색으로 엷게 바르고 동공은 먹점을 찍어 마치 눈동자가 튀어나올 듯 입체적으로 묘사하고 있다. 입술은 주색을 엷게 바르고 윤곽선은 짙은 주선으로 처리하였다. 눈썹·코수염·턱수염·구렛나루는 담묵을 먼저 펴바른 후 농묵세선으로 와권형의 모근을 섬세하게 묘사하였다. 복장은 갑옷을 착용하였는데, 주로 적색바탕에 백군·백록·황색·백색으로 갑옷의 무늬를 표현하였다. 화면 상하단에 곡선을 이루며 율동적으로 굽이치는 천의자락은 주구, 백군, 녹청, 백록, 주색 등을 사용하여 연초화문을 연속적으로 묘사하여 장식하고 있다.

화면 상단의 구름은 자색과 백록의 2종류가 보인다. 자색계 구름은 먼저 구름 안쪽은 짙게, 가장자리는 옅게 바림하여 나타내고, 윤곽선은 먹선 위에 자색을 겹쳐 긋고 있다. 백록 구름은 먼저 백록을 바르고 자색으로 구름 가장자리를 바림하여 입체감을 나타내고, 담먹선으로 육곽선을 처리하였다.

화면 하단 중앙에 주색 바탕에 먹선으로 테두리를 두른 화기란을 설정하고, 그 안에 묵서로 기술하였는데 그 내용이 거의 일치하며, 화기 머리에「同治八年己巳」라고 기술되어 있어 조선 고종6년(1869)에 제작되었음을 알 수 있는 귀중한 작품이다.