Det är verk av gatukonstnären Joe Caslin, som väckte allmänhetens uppmärksamhet under förra årets folkomröstning om äktenskap mellan samma kön i Republiken Irland.
Belfast konstverk liknar en annan stor väggmålning av hans i Dublin, som föreställer två unga män omfamnande.
Konstnären sa att han tyckte att det var rätt tillfälle att ta kampanjen till Belfast.
"Nordirland är det enda territoriet nu på öarna i Västeuropa som inte har samma kön äktenskap - och det är samkönade äktenskap inte civilt partnerskap," sa han till BBC Radio Ulster.
"Genom det arbete som jag gjorde i Dublin förra året med folkomröstningen och den stora biten vi lade upp på Georges Street, kände jag att det var en idealisk tid, att komma upp till Pride Festival som äger rum i helgen, att återuppliva den konversationen."
Gatukonstnären, från County Roscommon, arbetar också som konstlärare på en gymnasieskola i County Offaly.
Han sade att han fick en positiv reaktion från många medlemmar av allmänheten i Belfast som stannade för att se honom arbeta på väggmålningen i Hill Street.
Den nya väggmålningen, Love Wins, har en omfamning mellan två kvinnor som bor i Belfast.
"De reste till Amerika för att gifta sig förra året," konstnären sade.
Paret kunde inte ha hållit ceremonin i sin hemstad.
Samkönade äktenskap blev lagligt i England och Wales i mars 2014 och i Skottland ägde de första gaybröllopen rum den 31 december 2014.
I maj 2015 blev Republiken Irland det första landet i världen som legaliserade samkönade äktenskap genom en folkomröstning, och lagen trädde i kraft i november förra året.
Tidigare denna månad blev ett par från Isle of Man det första som förvandlade sitt civila partnerskap till ett äktenskap på ön.
Nordirlands församling har hållit ett antal omröstningar i frågan och förra året röstade för första gången en majoritet för den smalaste marginalen.
MLA stödde förslaget med 53 röster mot 52, men det blockerades efter det att Demokratiska unionen (DUP) lade fram en framställan av oro som krävde förslaget för att uppnå en gemenskapsövergripande majoritet.
De som motsätter sig samkönade äktenskap har hävdat att äktenskapet bör vara mellan en man och en kvinna.
De har hävdat att legalisering av samkönade äktenskap undergräver familjerätten och ett barns rätt till far och mor.
En väggmålning i fem våningar som skildrar ett gift lesbiskt par har målats på en stadsbyggnad i Belfast, som en del av äktenskapskampanjen med samma kön.