La santa è raffigurata a busto intero, rivolta di tre quarti verso destra, con lo sguardo diretto all'osservatore. Essa indossa un abito rosa, dal busto attillato, sotto il quale si scorge la camicia bianca, con maniche arricciate al gomito e orlate da trine; sulle spalle è gettato un mantello dorato. La santa ha il capo coperto da una corona d'oro che poggia su un velo trattenuto sulla fronte da un gioiello, e biondi capelli raccolti sulla nuca in un'acconciatura impreziosita da fili di perle. Ai lobi porta un paio di orecchini, un gioiello ferma il velo che ingentilisce lo scollo dell'abito e ai polsi la santa indossa fili di perle. Santa Fosca reca nella mano destra un calice dorato sovrastato da una particola recante impressa la raffigurazione del Crocifisso fra la Madonna e san Giovanni Evangelista; con il braccio destro sostiene una spada e nella mano sinistra reca un ramo di palma. Sullo sfondo si scorge un edificio cupolato.
Secondo Franco Quai (1975), il dipinto merita grande attenzione per la finezza del tratto, del dettaglio e del colore. Secondo lo studioso i toni grigi ricorderebbero i modi del Pordenone e dell'Amalteo (cfr. scheda cartacea OA 8383).