彩繪又稱彩畫,「彩」是油漆塗刷,具保護木材及身分象徵的功能;「繪」即圖紋構成,具裝飾及教化功能。彩繪裝飾能使建築形體的性格與特色完整的呈現,是傳統建築上繪製的裝飾畫。施以彩繪之處主要在梁枋、雀替、斗栱、牆壁、瓜筒、欄杆等建築木構件上。
龍山寺彩繪配色以紅、綠、藍為主,輔以白、金、黑色等,形成顯著對比效果。
梁枋彩繪遵循傳統技法,底部使用紅色,側面施以彩繪,於細微處的雕刻則以貼金呈現。
正殿內左右壁上各有一幅壁畫,左側為「龍王請法圖」,右側為「忉利天宮為母說法」,取材自釋迦說法的佛教故事,出自匠師蔡龍進之手。
正殿內四點金柱頂端梁枋繪有「大悲出相」圖,以84句咒語,加上4位護法神,成為88尊佛的大型彩繪。