L'un des secrets les plus célèbres de cette commande est qu'il s'agit en réalité de la deuxième version. La première version, peinte sur bois, fut refusée par le cardinal Cerasi (ou par l'artiste lui-même, insatisfait du résultat). Cette version "rejetée", aujourd'hui dans la collection Odescalchi, est beaucoup plus mouvementée et encombrée, montrant le Christ descendant vers Saul. Le passage à la seconde version montre l'évolution du Caravage vers un dépouillement radical et une intériorité mystique bien plus puissante.
Des analyses radiographiques récentes ont révélé des détails surprenants sur la méthode de travail du Caravage. On a découvert qu'il avait incisé directement la préparation de la toile avec la pointe de son pinceau pour marquer les lignes de force, notamment la position des pattes du cheval. Ces incisions permettaient à l'artiste de retrouver ses repères dans l'obscurité de son atelier, car il peignait avec très peu de sources lumineuses pour accentuer les contrastes. On note également que le cheval occupe une place disproportionnée, ce qui a valu au tableau le surnom ironique de "Conversion du cheval" par certains critiques hostiles.
Un mystère réside dans l'absence de route ou de paysage, pourtant mentionnés dans le récit biblique. Le Caravage enferme la scène dans un espace clos qui ressemble davantage à une écurie qu'à la route de Damas. Certains historiens de l'art y voient une métaphore du cerveau de Saul : l'obscurité totale représentant son aveuglement spirituel avant l'illumination. De plus, le choix d'un cheval de trait commun, plutôt qu'un noble destrier, souligne la volonté de l'artiste de rendre le miracle accessible aux plus pauvres, une démarche proche de la spiritualité de saint Philippe Néri.
Enfin, un détail technique souvent négligé concerne le bras droit de Saul. La position du bras, projeté en arrière, est une citation directe du *Jugement Dernier* de Michel-Ange, mais réinterprétée dans un contexte de soumission totale. C'est un clin d'œil au maître dont le Caravage portait le prénom (Michelangelo), marquant à la fois un respect et un dépassement de la tradition de la Haute Renaissance par le réalisme baroque.