Варвара принадлежит к числу особо почитаемых святых жён, изображения которых были распространены в византийском искусстве. Один из первых сохранившихся её образов представлен на фреске в Санта-Мария Антиква в Риме, 705–707 гг.: святая изображена в рост с крестом в правой руке, голова покрыта мафорием, под которым виден плат. В византийском искусстве иконография Варвары складывается к X в. Традиционно святая изображается в богато украшенных одеяниях, соответствующих её знатному происхождению, в белом плате и венце (или диадеме) на голове, с крестом в руке. Встречаются изображения без плата, только с диадемой: роспись Боянской церкви святителя Николая Мирликийского (Болгария, 1259 г.); гравюра 1837 г. «Святые Спиридон, Модест, Игнатий и четверо святых» (монастырь Хиландар, Афон); или без венца и плата, с покрытой головой (гравюра 1868 г., «Святые Параскева, Екатерина, Варвара и трое святых»; частная коллекция, Афины). В составе избранных святых, в памятниках прикладного искусства, в клеймах житийных икон Варвара может быть представлена (как и другие святые жёны) в мафории: на серебряном кратере (Великий Новгород, XII в.); на эмалевом ожерелье из Ст. Рязани (конец XII в.); на поле иконы «Богоматерь Знамение» (первая половина XIII в.; дом-музей П.Д. Корина), а иногда с непокрытой головой (в клеймах двух житийных икон начала XIX в.). Исследователям известны её изображения: в каппадокийских храмах – в церкви Иоанна Крестителя в Чавушине (между 913 и 920 гг.); в Новой церкви Токалыкилисе в Гёреме (конец X в.); в Чанлыкилисе в Акхисаре (XI в.); в церкви Варвары в Соганлы (вторая половина. XI в.); а также – в нартексе кафоликона монастыря Осиос Лукас в Фокиде (Греция, 1030 гг.); предположительно в соборе Святой Софии Киевской (1037–1045 гг.); в церкви св. Николая Касницис в Кастории (XII в.); в церкви великомученика Георгия в Курбиново (Македония, 1191 г.); в церкви великомученицы Варвары в Киприотианика на острове Китира (конец XIII в.); в церкви св. Апостолов (Печская патриархия, Сербия, Косово и Метохия; середина XIII в.); в церкви Панагии в Пурко на острове Китира (конец XIII в.); в церкви святителя Иоанна Златоуста в Гераки (конец XIII– начало XIV в.); в церкви св. Димитрия в Пурко на острове Китира (начало XIV в.); на юго-западном столпе в церкви Богородицы Левишки в Призрене (Сербия, 1310–1313 гг.); на северной стене церкви Успения Богородицы монастыря Грачаница (Сербия, Косово и Метохия; около 1320 г.); на миниатюрах Минология и в греко-грузинской рукописи. Сцена мучения есть в миниатюрах Минология Василия II и Минология Служебного Евангелия; в росписи нартекса церкви Вознесения монастыря Дечаны (Сербия, Косово и Метохия, 1348–1350 гг.) и церкви Святой Троицы монастыря Козия в Валахии (Румыния, около 1386 г.). В древнерусском искусстве иконография Варвары следует сложившимся византийским образцам: церковь Спаса на Нередице в Новгороде (1198 г.); икона второй половины XIV в. (Средняя Русь или начало XV в.); в Троицком приделе церкви Спаса на Ильине (Феофан Грек, 1378 г.). В западно-христианском искусстве она изображалась с длинными распущенными волосами, в короне или без неё. Основными атрибутами святой являются башня, факел, кубок (особенно с XV в.), страусиное перо, книга, фигура Диоскура, иногда пушка (например, «Мадонна с Варварой и Лаврентием», художник Дж. Морини, Музей города Брера). Есть изображения сцены её мучений в миниатюрах в Passionale (около 1200 г.); «По-липтих» (художник С. ди Пьетро, 1368 г., музей Пизы); «Страсти Варвары» (первая половина XV в., Национальный музей Финляндии, Хельсинки); «Дева Мария в платье с колосьями» (на обороте «Чудо святого Бенедикта, Себастьян и Варвара» (австрийский мастер, около 1440–1450 гг.); «Святая Варвара» (вестфальский мастер, около 1470–1480 гг.); «Варвара с башней, кубком, пером» (гравюра, около 1470–1480 гг., Гравюрный кабинет. Берлин); «Варвара с Иоанном и Матфеем» (художник К. Роселли, Галерея Академии, Венеция); «Бегство Варвары» (художник П. Рубенс, около 1620 г., Галерея Далидж-колледжа, Лондон) и многие другие.