Un groupe d'hommes en vêtements sombres et cols blancs se regroupe autour d'un corps sans vie, leurs visages illuminés tandis qu'une figure, distinguée par son chapeau noir, gesticule avec une paire de pinces vers les muscles exposés du bras gauche du cadavre. Nicolaes Tulp démontre l'anatomie du bras à ses collègues médecins, tandis qu'un manuel anatomique ouvert est appuyé dans le coin inférieur droit, ses pages captant la lumière. Cette scène a été peinte pour la Guilde des Chirurgiens afin de commémorer une leçon publique d'anatomie, un événement annuel à Amsterdam où médecins et public pouvaient assister à une dissection.

Rembrandt n'avait que 26 ans lorsqu'il reçut cette commande, son premier grand projet à Amsterdam, et chaque homme inclus a payé pour apparaître dans le portrait, Tulp occupant le rôle central. La peinture marque un tournant dans le portrait de groupe, combinant une narration dramatique avec la représentation d'un cadavre en pied au centre, une rupture radicale avec les conventions antérieures de la peinture du Siècle d'Or néerlandais.