Сюжет росписи всей комнаты — четыре сферы духовной деятельности человека: Теология, Философия, Юриспруденция и Поэзия. "Афинская школа" представляет одну из четырёх фресок — Философию. На ней представлены мудрецы всего мира, спорящие друг с другом на все лады.

Для композиции сюжета и изображения мудрецов понадобились глубокие знания истории. В этом Рафаэлю оказывал помощь библиотекарь римского папы, кардинал Томмасо Ингирами

В центре, на переднем плане греческие философы Платон и Аристотель, символизирующие два направления классической мысли: идеализма и материализма. Платону Рафаэль придал черты своего знаменитого старшего современника Леонардо да Винчи.

Слева - вверху, мы видим Сократа и Ксенофана;
ниже —Эпикура, в венке, советовавшего получать удовольствие от жизни, и Зенона, философа противоположных взглядов, а рядом группа с Пифагором.

Правее, Эвклид, с чертами архитектора Браманте, рисует на доске; рядом Зораостр с глобусом. Справа вверху автопортрет Рафаэля, в чёрном берете.
Киник Диоген растянулся на лестнице.
А на переднем плане появляется одинокая фигура Гераклита, сидящего, опершись на левую руку - это портрет Микеланджело - знак уважения Рафаэля к своему сопернику, расписывавшему одновременно с ним Сикстинскую капеллу.