Сюжет барельефа «Одиссей убивает женихов Пенелопы» трагичен, он рассказывает о смертельной расправе Одиссея над женихами Пенелопы.
После долгих и мучительных странствий вернулся Одиссей в родную Итаку. В виде нищего странника, скрывая от всех, кроме сына Телемаха, свое истинное имя, вошел Одиссей в свой дом. Там продолжался пир женихов. Увидев нищего, они стали издеваться над ним, оскорблять его. Возмущенный Одиссей решил жестоко отомстить наглым и надменным женихам.
По внушению Афины Пенелопа решает устроить состязание в стрельбе из лука, победитель которого возьмет ее в жены. Стрелять предстоит из лука Одиссея (этот лук в свое время принадлежал Гераклу), чтобы стрела прошла через 12 колец.
Никто из женихов не может даже надеть тетиву на лук, после чего Телемах убеждает Пенелопу вернуться к себе в покои, а сам дает попробовать пройти испытание своему отцу. Одиссей натягивает тетиву на лук, стреляет, и стрела проходит через 12 колец.
После этого Одиссей открывает женихам свое настоящее имя и вместе с Телемахом они убивают всех женихов.
Справа — объятые ужасом женихи, слева — энергичная и сильная фигура Одиссея, который натягивает лук, рядом с ним — Телемах. Одиссей и его сын воспринимаются как монолитная единая группа.
Стрела Одиссея настигла Антиноя, и он упал. Его обнаженная фигура, пронзенная стрелой в грудь, передана Толстым с совершенным знанием анатомии, пониманием пластики человеческого тела.
В группе женихов нет сплоченности, она дробится на отдельные части. Композиция асимметрична, но уравновешивается изображением группы Одиссея на первом плане, группой женихов у стола на втором плане и группой вооруженных женихов на третьем плане.
По просьбе Телемаха пощадил Одиссей певца Фемия, против своей воли певшего и игравшего на кифаре для женихов. Также был спасен и глашатай Медонт, поскольку открыл Пенелопе заговор против Телемаха и не причинил Одиссею вреда. Фёдор Петрович Толстой показал Медонта спрятавшимся под столом, не нарушая схемы построения композиции. В поэме Гомера он спрятался под коровьей кожей.
