Bronzino a imaginé la jeune fille assise sur une chaise, rappelant le schéma du Portrait de Lucrezia Panciatichi réalisé un an plus tôt. Le fond bleu sombre et les tonalités bleutées entourant le visage le mettent nettement en valeur. La lumière froide et l'absence d'effets de fort contraste accentuent la finesse du teint et en font un portrait fortement idéalisé. Le regard est tourné avec intensité vers le spectateur, et l'expression dénote l'absence d'émotions.
Bia porte un collier et des boucles d'oreilles en perles, une chaîne en or avec un pendentif à l'antique et une robe somptueuse, faite de satin avec des manches bouffantes, produits des soieries florentines que Cosme voulait relancer à l'époque. Une chaîne dorée sert de ceinture au niveau de la taille.
La pose est celle des portraits officiels, rigide, mais allégée par quelques mouvement des mains, comme si le sujet était sur le point de se lever.