Карл Брюллов писал картину «Вирсавия» на протяжении четырех лет, находясь в Италии, однако так и не завершил полотно. По сложившейся традиции он изобразил библейскую героиню обнаженной в момент ее купания у дворца израильского царя.
Сюжет картины основан на Священном Писании. Согласно библейскому повествованию, мудрый правитель Давид, влюбившись в жену полководца Урии, совершил грехопадение. Вернувшись с войны с аммонитянами, полководец догадался о связи Вирсавии и царя. Тогда Давид призывает военачальника Иоаву отправить Урию в самое опасное сражение, где тот и погиб. Скрыв от Вирсавии истинные обстоятельства смерти мужа, Давид взял ее в жены. За этот грех Давид был наказан Богом: их ребенок умер, чтобы не породить новый грех. Однако впоследствии у них родилось двое сыновей, старший из которых — будущий царь Соломон.Работая над полотном, художник впервые писал обнаженную натуру с живой модели. В Петербургской Академии художеств и Московском училище живописи, ваяния и зодчества класс обнаженной женской натуры появился только в 1893 году. До этого официальными натурщиками были только мужчины. Однако в Италии существовало больше возможностей для работы с натурой. Во время первого путешествия в Рим Брюллов занимался «в натурном классе обоего пола», согласно его письму 1823 года Обществу поощрения художников.
Принято считать, что моделью выступала возлюбленная и покровительница его таланта — графиня Юлия Самойлова. К моменту завершения работы над «Вирсавией» в 1832 году художник гостил у графини на вилле «Джулия» в Белладжо и в этот же период дописывал жанровый портрет ее воспитанниц — «Всадницу».
Несмотря на высокую степень детализации — фактуры бархата и шелка, драпировок, прозрачных крылышек стрекозы, одежды Вирсавии и прочих элементов, — картина считается незавершенной. При технико-технологическом исследовании произведения сотрудниками Третьяковской галереи было выявлено, что художник переписывал положение правой руки, кисть левой руки, направление струи воды в купальне и другие детали. Считается, что художник был настолько не удовлетворен своим произведением, что в порыве бросил в него сапог.
Несмотря на прорывы холста на сгибе левой руки у кисти и незавершенность рук, в 1852 году картину купил московский предприниматель Козьма Солдатёнков, которому об этом случае рассказал академик Николай Рамазанов. Новый владелец «Вирсавии» в 1891 году писал Павлу Третьякову: «Находящаяся у меня картина Карла Павловича Брюллова “Вирсавия” куплена мною у него лично в Риме в 1852 г. Кисти рук у ней неокончены — одна из них пробита» (ОР ГТГ. Ф. 2. Ед. хр. 364. Л. 46). Проведенные исследования подтверждают сведения о повреждении холста, ныне скрытые тонировками. Однако были выявлены и другие повреждения: над головой Вирсавии, правее середины и ближе к верхнему краю холста, а также вертикальная царапина вдоль левого плеча служанки-эфиопки.
Несмотря на такую сложную историю создания и бытования, в 1830-х годах Брюллов выполнил повторение «Вирсавии». Авторская копия с небольшими изменениями ныне хранится в коллекции Русского музея в Санкт-Петербурге. Для Брюллова создание произведений в нескольких вариантах не было редкостью, так как его картины пользовались большим спросом у современников. Сохранилось несколько вариантов его произведений: «Турчанка» (1837–1839 годов — в Третьяковской галерее; не позднее 1844 года — в Русском музее) и «Автопортрет» (1848 года — в Третьяковской галерее; 1849 (?) года — в Русском музее; 1849 года — в частном собрании).