Dans des tons ocre-gris, Dalí réalise une image double pouvant être à la fois interprétée comme le portrait de Raphaël et l'intérieur d'un édifice romain, probablement le Panthéon. En second plan, l'intérieur du Panthéon est éclairé d'une lumière divine venant d'entre des nuages noirs. En premier plan, le visage de Raphaël est constitué d'une succession discontinue de cornes de rhinocéros disposées selon une spirale logarithmique.
Le fond de couleur gris-papier représente des schémas et des croquis. On y note en particulier des spirales montantes et un cercle surplombant le portrait.
Le plafond du Panthéon où entre la lumière divine est également l'intérieur du crâne de Raphaël, suggérant une inspiration divine du maître du xve siècle, impression renforcée par le cercle en qui surplombe son portrait, à la manière des auréoles des saints.
Tête raphaélesque éclatée est une huile sur toile surréaliste l'artiste réalisée vers 1951. La toile fait partie de la période de « mysticisme nucléaire » du peintre, dont elle est représentative.