Overbeck har utført betydelige freskoarbeider: emner av Josefs historie (1816) i Bartholdys (senere bragt til Berlin), (Massimis Villa), , fresker 1829 i Santa Maria degli Angeli ved Assisi, oljemaleriene (1820) og (Lübecks Mariakirke), Kölner Dom, det store, lite vellykkede i lignelse av Rafaels disputa (1840, Frankfurts Städelske Museum), (1866, Mexico) og flere.