彩色壁画片は1305点みつかりました。描かれていたのは、如来の脇侍である「菩薩像」、仏を守護する「神将」、仏具の「天蓋」、背景となる「遠山と霞」など。寺院に壁画を描く例として、この時期に国内では法隆寺がありますが、百済では、百済最後の都である扶余にある扶蘇山廃寺（西腹寺）や武王が建立したことで名高い弥勒寺があります。寺院の建物の壁に壁画を描く技術は、それまでの日本列島には存在せず、百済や高句麗からの渡来系氏族が『日本書紀』に画師として登場します。上淀廃寺の壁画も、渡来系の画師集団が描いた可能性が高いと思われます。

　上淀廃寺で出土した丸瓦に「癸未年」の文字が刻まれていました。癸未年は683（天武13）年にあたり、この寺を創建した年を記したのではないかと考えられています。ちょうどこの頃、奈良県明日香村の高松塚古墳やキトラ古墳でも壁画が描かれました。墓と寺という違いはありますが、大陸的な技法による壁画という点で興味深いです。　

　　壁画にも、新旧２種類がありました。上淀廃寺式瓦も、新旧２種類があります。どうやらこの寺は、８世紀の中頃に、大規模な改修をおこない、壁画や仏像もリニューアルしたようです。８世紀中頃といえば、741年、聖武天皇が「国分寺建立の詔」を発布しています。伯耆国の国分寺は倉吉市に建立されましたが、西伯耆では、上淀廃寺を大規模にリニューアルすることで、国分寺に準じる寺院としたのではないでしょうか。伯耆国分寺や隠岐国分寺・国分尼寺に、上淀廃寺式瓦が使われていることからも、この寺が単なる豪族の氏寺ではなく、公的な役割をおびていた可能性がうかがえます。