关于《历代帝王图》之流传，北宋米芾《画史》中曾记载“王球字夔玉有两汉而下至隋古帝王像”。曾经北宋富弼、杨褒、吴升、周必大等人收藏，其中富弼的题跋称及“阎立本”及其“图此列帝像”。可惜今卷中北宋之题跋，皆断滥弥甚。
《历代帝王图》卷后题跋
南宋时入内府，纸跋上有南宋“中书省印”。1276年，元内府由南宋内府收获其书画藏品，元人王恽《玉堂嘉话》中有对此卷的记载。根据1441年成书的杨士奇等《文渊阁书目》记载，此卷曾被明代文渊阁收藏。清代，该卷未能进入内府收藏。1931年，《历代帝王图》卷为美国人Denman Waldo Ross购得，并捐赠给波士顿美术馆。
绘画与书法风格
据《历代名画记》记载，阎立本的线描师法张僧繇、郑法士“高古游丝描疏体”，线条简练粗重，使用贵重矿物质材料朱砂、石绿，设色浓重。在线条的运用上，能刻画眼、鼻、嘴、耳、脸、衣纹的不同效果；在人物画构图上，主人公采用头形长圆、身躯伟岸的主体描绘形式，而侍从采用较小比例的“主次像”描绘形式。阎立本将唐以前的“细密精致而臻丽”的绘画方法，改变为“焕烂而求备”的新式绘画方法。
《历代帝王图》陈文帝与司马炎随侍线描对比
在人物关系处理上，手握如意端坐的陈宣帝体型最大，成为视觉中心。两位手执笏板的侍臣比帝王略小，但又比抬辇执扇的侍从大。这种通过人物“主次像”明确身份的手法，使人物在大小排布之中显得活泼生动，人物关系不像前段那样程式化，正是阎立本的绘画特点。正如南宋周必大1188年的题跋称：“十三人中，惟陈宣帝侍臣两人，从者并执扇各两人，挈舆者四人，笔势尤奇，绢亦特敝，是阎真迹无疑。”
《历代帝王图》陈宣帝段构图
《历代帝王图》中前后题字对比
纵观全卷，以陈宣帝、陈文帝、陈废帝三段较佳。画上题字，晋武帝司马炎往前诸段的题字，与陈宣帝往后包括陈文帝、陈废帝、陈后主、北周武帝宇文邕、隋文帝、隋炀帝像上题字，书法风格明显相异，且后面诸幅均出自一人之手。
如陈宣帝和陈文帝，侍女着曲领中单，大袖长衫长裙。侍臣着重台履，头戴漆纱笼冠。辇夫开衩齐膝衣，脚穿麻鞋。
《历代帝王图》中服饰的时代特点
整卷无论年代前后，在表现人物方面倾向贴近现实，恰当而真实地刻画出古代帝王的个性，比如魏文帝曹丕的奸诈、蜀主刘备之宽厚、宇文邕的暴躁（阎立本是宇文邕外孙，是否将外公画的丑态百出呢？）、隋炀帝杨广的落寞等，可谓形神兼备之作。
《历代帝王图》中的帝王对比
此外，陈宣帝画像处的材料质地不同，颜色不同，绘画笔法有很大差异。左侧低染法层次比较明显，应为更古；右侧低染法层次叠晕自然，应为后人修补笔法。最重要的是陈宣帝主像接痕清晰，胡须补画衔接失当。故此可以推断，陈宣帝左侧为原创作品，右侧为修补的。
陈宣帝处修补痕迹
