По свидетельствам современников, Брюллов написал это масштабное полотно в Брерском дворце в Милане в 1834 году за рекордно короткий срок — 17 дней и сразу же представил на местной выставке. 

Сюжет позаимствован из португальской истории, изложенной в середине XVI века в поэме Луиша де Камоэнса «Лузиады». 

На картине Брюллова изображен центральный момент трагедии: трое придворных, готовые привести приговор в действие, замерли в ожидании финального кивка головы заказчика. Король должен принять нелегкое для себя решение. Во взгляде Афонсу, смотрящего свысока на мать своих внуков, читается сомнение, но политические интересы возьмут верх над чувствами.

Картина относится к модному в эпоху романтизма стилю «трубадур». Одним из его представителей был французский художник Поль Деларош, чья «Казнь леди Джейн Грей» (1833) была выставлена в Парижском салоне 1834 года вместе с полотном Брюллова «Последний день Помпеи» и была куплена Анатолием Демидовым. 

В «Смерти Инессы де Кастро» больше драматизма и надрыва, чем у Делароша: на лице упавшей на колени к ногам короля молодой женщины читаются непонимание, ужас и мольба о милосердии. 

Жестокость эпизода усилена присутствием малолетних детей, в отчаянии обнимающих мать. Легкие, почти прозрачные белые сорочки делают их еще более уязвимыми и контрастируют с костюмами вооруженных кинжалами придворных. 

Падающий слева свет, направленный на Инессу, как бы подчеркивает ее невиновность.