Anvendelsen av fargemalingen i Persepolis har ofte blitt undervurdert av de mange forandringene som pigmentene gjennomgår i årenes løp. Oppdagelsen av mangfoldige farger på forskjellige artefakter i de fleste palassene og bygningene i Persepolis vitner om hvor mange og vidt forskjellige malingen i Persepolis var. Belegget for dette er ikke bare pigmentsporene som fins igjen, men også faste bevis som konglomerater av malingsfarge som dannet klumper der farger har stivnet i de skålene som har blitt funnet på funnstedene. Disse fargene anvendes ikke bare på arkitekturelement (vegger, relieffer, søyler, porter, gulv, tropper og statuer), men også på andre dekorasjoner. Lakkerte teglsteiner, bekledning av gulv med farget kalk, malte søyler og andre utsmykninger fantes inne i og utenpå palasset. Det store mangfoldet av farger gir en idé om den fargerike rikdommen som fantes fra begynnelsen av: svart (asfalt), rødt (rødt glass, kvikksølvsulfid, hematitt av rød oker), grønt, blått, hvitt og gult (oker eller forgylt). Det har blitt foreslått bruk av plantepigmenter, men sålangt finnes det ikke bevis for dette.