Anthony van Dyck se vuelve para encontrar la mirada del espectador, su mano derecha tocando suavemente los pétalos de un gran girasol amarillo, mientras que su mano izquierda sostiene una cadena de oro que cuelga sobre su hombro. Se encuentra al aire libre, enmarcado por nubes luminosas y un cielo vívido, su abrigo rosa capturando la luz que también ilumina los bordes del girasol. La cadena que exhibe fue un regalo de Carlos I, cuyo retrato aparece en una medalla ahora oculta por la manga, marcando el papel de van Dyck como pintor de la corte en Inglaterra.

Pintada tras la llegada de van Dyck a la corte inglesa, Autorretrato con un girasol pertenece a su período inglés tardío, cuando su estilo de retrato se volvió especialmente influyente. El girasol, la cadena y la mirada directa de van Dyck juntos señalan su estatus y relación con el patrocinio real, un tema que distinguió su trabajo en el movimiento barroco.