Nel Ritratto della Grande Duchessa Olga Nikolaevna, poi Regina Consorte di Württemberg, il soggetto è rappresentato in una posa regale. Indossa un abito elaborato adornato con dettagli intricati, mostrando la moda dell'epoca. Lo sfondo presenta colori tenui e smorzati che esaltano la sua presenza.

La composizione generale trasmette un senso di dignità e grazia. Il dipinto è eseguito in olio su tela, un medium che consente colori e texture ricchi. La tecnica di Winterhalter è caratterizzata da pennellate morbide e un'attenzione meticolosa ai dettagli, in particolare nella resa di tessuti e toni della pelle. Le dimensioni sono di circa 90 x 120 cm, rendendolo un ritratto sostanziale.

L'uso di luce e ombra aggiunge profondità alla figura, creando una rappresentazione realistica. Franz Xaver Winterhalter era noto per i suoi ritratti di royalty e alta società nel XIX secolo. Quest'opera particolare cattura la Grande Duchessa Olga Nikolaevna, che in seguito divenne Regina Consorte di Württemberg. Un fatto interessante su questo dipinto è che Winterhalter spesso dipingeva i suoi soggetti in ambienti lussuosi, che era un marchio distintivo del suo stile.

La sua capacità di trasmettere l'eleganza dei suoi soggetti contribuì alla sua popolarità tra l'élite.