《雙貓圖》畫中兩貓，悠然於蒼石之上。黑白花貓，前腿微曲，傾向左側，身旁的另一隻花貓，雙腿前立，傍於白花貓之後。雙貓天趣盎然，將宋人花卉、動物畫的靜態美學，推到了真正自然、鮮活爛漫的新境界。此幅《雙貓圖》中，貓的用筆用墨，既不追求書法連綿不絕的謬味，也不拘泥中鋒的含蓄性，而是致力於對象的造型效果，依據雙貓的骨骼結構和物性，組織筆墨的濃淡枯溼與疏密聚散。但在用西方寫實觀念改造傳統花鳥畫的同時，畫家又特別注意保持中國傳統「得其天真」的美學觀，發揮宣紙、彩墨、毛筆等工具材料的特殊性能，使兩花貓身上的色澤墨暈，呈現出一種油畫所不可能有的水靈而潤澤的風致，因之他筆下的貓，便形神兼備，神採如活。他雖以畫馬揚名，但自詡動物題材中以「貓」為最佳。
此幅《雙貓圖》作於1948年，解放戰爭烽火正熾，畫家屢在國內廣州、長沙以及香港、印度等地義賣書畫，為救濟祖國難民，舉辦畫展。在他筆下，狸奴多有寄意。此作格外專注布局、狀物、色彩的精工，偏重技法的探求，流露出畫家憂懷時局外感性抒情的一面。徐悲鴻愛貓，家中養了很多貓，以至於有些師友親人送貓或將貓寄養在他家中。畫家愛貓，畫貓也自然而然。由於他深切熱愛、觀察，並有極高的寫生功夫，可以真正實踐他所高揚的「摒斌抄襲古人之惡習」、「不需要乞靈先民之骸骨」的主張。
此畫是徐悲鴻贈與友人張目寒之作。故畫面鈐「寒叟」鑑藏印並有張目寒上款。張目寒號雪盦，參加過北伐軍，為于右任先生重要幕僚，曾任國民黨中央執行委員、監察院議事科長。張目寒收藏的徐悲鴻作品不僅來源可靠，而且多為精品。