伽藍中,安放著題名為《大唐西域壁畫》,長達50公尺的巨大壁畫。這幅壁畫是日本畫巨匠平山郁夫(西元1930-2009)所創作,他使用日本獨特的傳統樣式作畫,以眾多描繪絲路場景的作品廣為人知。平山郁夫自己曾為了追尋玄奘(西元602-664)的蹤跡,造訪當地超過150次,體驗玄奘之旅,並根據其中的素描作品,製作出這幅大壁畫。他於西元1980年開始繪製,包含採訪在內,製作期間約費時20年,繪製了多達4,000張素描,數目驚人。
作品是由玄奘記錄自己旅程的《大唐西域記》中的7個場景所組成。
一開始描繪的場景,是玄奘長達17年的旅程的起點兼終點的長安(現在的西安)大雁塔。大雁塔是為了保管玄奘帶回中國的經典與佛像所修建,就這點而言,此地也是非常重要的地點。第2幅圖描繪了玄奘跨越國界,離開故鄉的場景。第3幅圖則描繪了他朝絲路的重要交易據點高昌(吐魯番)前進時,穿過的戈壁沙漠。
高昌王向玄奘提供了嚮導與馬匹,但開始攀登跨越天山山脈,海拔4,284公尺的別迭里山口時,可注意到玄奘又再次隻身踏上旅程。此時的情景是之後3幅圖畫的主題。第5幅圖描繪了玄奘造訪的阿富汗巴米揚岩壁上雕刻的摩崖佛,第6幅圖則描繪了沉落於印度德干高原的夕陽。最後一幅圖描繪了古代印度摩揭陀國中名為那爛陀寺的佛教寺院。玄奘在此處學習2年,領會了相當於法相宗基礎的唯識學派的教義。
玄奘三藏院伽藍的大唐西域壁畫僅於特別的機會開放參觀。