La lumière tombe en biais, blanche et coupante, et referme la scène sur un noir presque total. Le principe vient de Caravage : son Joueur de luth, à l’Ermitage, arrache déjà la figure aux ténèbres par la même diagonale.

Cosme II de Médicis commande cette toile pour les appartements de son épouse, Marie-Madeleine d'Autriche. Broderies, dentelle, bracelet, coiffe à la mode florentine : le luxe s'impose ici, là où il était absent à Naples. La cour commande, le tissu obéit. Cette opulence sert deux causes. Elle inscrit l'héroïne biblique dans la haute sphère, aux côtés des duchesses qui défendent la Toscane en l'absence de leur époux. Et elle prouve, pour Artemisia, une maîtrise des matières précieuses qui lui ouvrira les portes des commandes de cour. Le sang jaillit du cou d'Holopherne en un arc précis. Des historiens ont relevé sa courbe presque parfaitement parabolique et l'ont rapprochée des recherches de Galilée sur la trajectoire des projectiles, menées alors que le savant était mathématicien de la cour de Cosme II. Galilée et Artemisia étaient amis et correspondants. Dans la version antérieure de Naples, le sang coulait simplement le long du cou. Ici, il obéit à une autre loi. À la fin du XVIIIe siècle, une descendante des Médicis juge la scène trop violente et fait reléguer la toile dans un couloir sombre du palais. Elle y reste près de deux siècles. Ce que le XXe siècle redécouvre alors, et considère comme le chef-d'œuvre d'Artemisia, avait donc d'abord été jugé indigne d'être vu.

La main de Judith s'interpose entre la flamme et son propre visage. La bougie éclaire violemment sa paume, tandis que ses doigts projettent une ombre ciselée sur ses propres traits et accentue la tension du regard. Le geste devient le levier optique de toute la composition. La source lumineuse n'est plus hors champ, à la manière caravagesque. Elle est prise dans le tableau, manipulée par la main même de son personnage. C'est ce dispositif, plus que le sujet biblique, qui relie Artemisia aux peintres du Nord installés à Rome dans ces mêmes années, Honthorst en tête, puis à ceux qui l'importeront en France une décennie plus tard.