Un joven se encuentra en el centro, su torso girado en una pose dinámica mientras empuña una espada con la mano derecha y sostiene en alto una cabeza decapitada por el cabello con la izquierda. Su rostro está iluminado desde la izquierda, revelando una piel suave y rasgos juveniles, mientras su mirada se aparta del trofeo macabro que exhibe. La túnica blanca del figura se desliza de un hombro, exponiendo su pecho y brazo, y un saco anudado cuelga de su cadera, representado con pliegues nítidos y un sentido de peso.

La cabeza que sostiene es la de un hombre barbudo, con la boca abierta y los ojos entrecerrados, con sangre visible en el cuello, pintada con un realismo impactante que contrasta con la calma juvenil del vencedor. Ambas figuras emergen de un fondo profundo, casi negro, la iluminación dramática proyecta sombras fuertes y resalta los contornos de los músculos, la tela y el cabello. La composición está centrada en las dos figuras, con la espada formando una diagonal en la parte superior de la pintura y la cabeza posicionada justo debajo del brazo extendido.

Caravaggio utiliza contrastes audaces de luz y oscuridad, con un pincelado suave y controlado que otorga a la carne un brillo realista y a la tela una calidad táctil. No hay figuras u objetos secundarios visibles en la composición aparte del joven y la cabeza decapitada. El fondo es una extensión ininterrumpida de negro profundo, sin detalles discernibles ni paisaje.

Las esquinas superior izquierda e inferior derecha son completamente oscuras, fusionándose sin problemas con las sombras detrás de las figuras. La luz cae con más fuerza sobre el hombro izquierdo, el pecho y el rostro del joven, creando un contraste marcado con la oscuridad que lo rodea. Tonos cálidos dorados y ocres dominan la piel iluminada, mientras que las sombras se representan en marrones y negros más fríos y apagados.

La pintura se aplica de manera suave en las áreas de carne, con transiciones sutiles entre luz y sombra, mientras que el borde de la túnica y el saco muestran pinceladas más visibles y texturizadas. David con la cabeza de Goliat fue pintado por Caravaggio alrededor de 1600–1601 en un panel de álamo, un soporte inusual para él. Se encuentra en el Kunsthistorisches Museum de Viena.