Siden 1700-tallet er Frederiksberg flittigt blevet skildret af kunstnere. Blandt de mest populære motiver er Frederiksberg Slot, Frederiksberg Have, Valby Bakke, Frederiksberg Bakke, Zoologisk Have og Søndermarken. Mange motiver har således været udsat for skiftende tiders kunstsyn.
En tidlig gengivelse af Frederiksberg Have kan opleves i den dansktyske kobberstikker Georg Christian Schules Prospect taget ved Indgangen af Friederichsberg Hauge i Aaret 1786, der viser kongens hof og det bedre borgerskab i haven. Søren L. Lange var optaget af tidens romantiske haver, hvilket kan opleves i hans gouacher fra Frederiksberg Have fra begyndelsen af 1800-tallet. Et udvalg findes ved små informationsposter i haven. Haven med Frederiksberg Slot i baggrunden danner scenen i historiemaleriet af Vilhelm Rosenstand Forfatteren P.A. Heiberg, der tager afsked med Rahbek og dennes hustru uden for Frederiksberg Slot fra 1867, da Heiberg er blevet landsforvist.
Vilhelm Hammershøi malede i perioden 1892‑97 en række billeder med motiver fra området, bl.a. Søndermarken ved vintertid (1895‑96), mens han sammen med hustruen Ida boede på det nu nedrevne landsted Ny Bakkehus på Rahbeks Allé. Broderen Svend Hammershøi boede på landstedet Ludvigs Minde i Allégade 22 og skildrede i maleriet Frederiksberg Slot fra år 1900 Frederik 6.s sommerresidens i en melankolsk og lettere symbolistisk gengivelse. Paul Gauguin har med maleriet Skøjteløbere i Frederiksberg Have fra 1884 skildret haven i en mere impressionistisk stil med de legende børn på isen. Marie Luplau, der var blandt Danmarks første kvindelige friluftsmalere, fremhævede i Udsigt fra Pileallé mod Zoos udsigtstårn trætoppene, himlen og tårnet i Zoologisk Have. I 1915 malede Olaf Rude det modernistiske maleri Broen i Frederiksberg Have.
Flere kunstnere har studeret og skildret dyrene i Zoologisk Have, herunder Johannes Larsen, Mogens Bøggild og Joakim Skovgaard. Under et rekreationsophold i Danmark 1908‑09 lavede Edvard Munch forstudier til flere dyremotiver i haven.
Søndermarken som motiv er skildret af bl.a. Fritz Syberg i Søndermarken i 1924. Erik Hoppe malede fra 1917 og frem talrige moderne og franskinspirerede malerier fra området.
Frederiksbergs gader, pladser og byliv er ligeledes et yndet motiv, og i L.A. Rings Udsigt fra vinduet i Café Osborne op ad Frederiksberg Allé fra 1899 ses alléen ved vintertid udført med en hurtig og let pensel. I Peter Hansens Avislæsere ved Politikens væg fra 1909 er mænd med hatte, piber og jakkesæt i blå og brun farveholdning højst sandsynligt i Allégade i færd med at læse dagens udgave af Politiken. Paul Fischers maleri Byliv fra 1925 viser mænd og kvinder i krydset mellem Falkoner Allé og Gammel Kongevej – et tidsbillede af en moderne bydel.
Johan Rohde malede i 1916 Store Godthåb. Anne Margrethe Grosell skildrede udvalgte steder på Frederiksberg gennem hele sit liv, bl.a. i Stationsvej, Frederiksberg fra 1939 og Bybillede, Solbjergvej på Frederiksberg fra 1968. Også Niels Grønbech har skildret Frederiksberg i utallige malerier, ofte i kontrasterende farveflader, som i Landbohøjskolens Have med Bissens Malkepige fra 1981.