Древнейшим изображением Евфросинии долгое время считалась фреска на северо-западном столпе Преображенской (Спасской) церкви Полоцкого Евфросиниева монастыря, раскрытая в 1950 г. Д. Е. Брягиным (см., напр.: Арлоў. 1992. Вкл.; Мон-рь у церкви Спаса. 2000. С. 9; Селицкий А. А. Живопись Полоцкой земли XI–XII вв. Минск, 1992. С. 124–125. Рис. 80). Это прямоличное изображение головы женщины в плотно повязанном монашеском плате, с нимбом. Выразительные черты лица (высоко поднятые полукруглые брови, широко расставленные глаза) придают облику святой яркую индивидуальность. В качестве аргумента для отождествления образа Евфросинии приводилась цитата из ее Жития: «...бяща бо лепа лицем» (Кацер М. С. Изобразительное искусство Белоруссии дооктябрьского периода. Минск, 1969. С. 24), а также сведения о том, что к XII в. уже существовала традиция помещать в храме донаторскую композицию (в данном случае речь идет об одном из изображений преподобных жен и мучениц, надписи к которым не сохранились).
Сравнительно недавно обнаружен подлинный ктиторский «портрет» Евфросинии, написанный при входе в ее келью в юго-западной части на хорах Преображенской церкви (Сарабьянов. 2007. С. 21, 157, 165). Она представлена в рост, в монашеском одеянии и куколе, подносящей храм Иисусу Христу, лик утрачен. Нимб отсутствует, что указывает на создание фрески вместе со всем комплексом росписей кельи предположительно в нач. XIII в., по другой версии, в 50-х гг. XII в. (ок. 1161), когда началось почитание Евфросинии.
Иконография Евфросинии получила развитие преимущественно в Новое время в России, на Украине и в Белоруссии. В текстах иконописных подлинников XVIII в. под 23 мая внешний облик святой