Картина относится к туркестанской серии В.В. Верещагина. В основу ее лег эпизод обороны Самаркандской крепости в июне 1868 года, свидетелем которого стал художник: «Это – сцена с натуры. Солдата пуля ударила в ребра. Он выпустил из рук ружье, схватился за грудь и побежал по площадке в круговую, крича: “Ой, братцы, убили, ой, убили! Ой, смерть моя пришла!». «Что ты кричишь-то, сердечный, ты ляг» – говорил ему ближний товарищ, но бедняк уже ничего не слышал, он описал еще круг, пошатнулся, упал навзничь и умер». Пронзительный взгляд в глаза смерти настолько сильно поразил Верещагина, что он попытался с фотографической точностью запечатлеть на полотне сцену смертельного ранения солдата, а на раме увековечить его последние слова.

Обрамление создано по заказу В.В. Верещагина и, вероятно, по его эскизу в Мюнхене, где была написана картина. Позолотчик рам Рэдшпиллер также сотрудничал с Верещагиным в Мюнхене. Согласно счетам за рамы, он изготовил для живописца в том же 1873 году несколько рам с текстами. Предположительно, именно Рэдшпиллер работал над рамой «Смертельно раненного».

Тяжеловесная внешняя рама декорирована стилизованными резными листьями аканта. Она, как портал, отделяет нас от изображенного на картине мира: с одной стороны, кровопролитная война, с другой – реальность зрителя. «Траурная» внутренняя рамка с текстом декорирована орнаментом, напоминающим греческий меандр – символ вечности. Он словно поддерживает стремление художника сохранить для потомков мгновение, запечатленное на полотне.

В монографии «Рама и образ» (2007) О.Ю. Тарасов сравнивает это произведение с надгробием и, одновременно, с фотографией в траурной рамке, а надпись на раме – с «говорящими эпитафиями» на древних погребальных стелах.

На раму картины «Смертельно раненный» несколько похожа по декору рама для картины Верещагина «Парламентеры. “Сдавайся! “» – «Убирайся к черту!“» (1873), скорее всего, они были выполнены в одной мюнхенской мастерской.

По замыслу, объединяющему слуховые и зрительные ассоциации, рама этого произведения близка несохранившемуся резному обрамлению для картины Верещагина «Забытый». После резкой критики картин туркестанской серии в 1874 году художник уничтожил этот холст. Некоторое время в галерее П.М. Третьякова в оставшейся раме (ныне утраченной) экспонировалась фотография полотна. В качестве прямой речи умирающего героя картины она содержала на своих листелях цитату из русской народной песни «Уж как пал туман на сине море»: «Ты скажи моей молодой вдове, / Что женился я на другой жене: / Нас сосватала сабля острая, / Положила спать мать сыра-земля…». При чтении текста задействовались не только зрительные, но и слуховые ассоциации. Когда-либо слышавший эту песню человек вспоминал и невольно воспроизводил ее мотив. Таким образом, зритель незаметно для самого себя включался в реальность, господствующую на полотне, и эффект, производимый живописью, многократно усиливался.