고산동20호분은 대성산의 소문봉 서남쪽 기슭에서 대동강 쪽으로 뻗어나가다가 대성동에서 삼석구역으로 이어지는 도로에 의해 잘린 낮은 구릉의 동북쪽 기슭에 조성되었다. 슬롯사이트 볼트 메이저 앞은 탁 트였고 슬롯사이트 볼트 메이저 뒤로 대성산성(大聖山城), 동쪽으로 안학궁터〔安鶴宮址〕가 보인다. 슬롯사이트 볼트 메이저의 서북 1㎞ 지점에 고산동 1호분, 고산동7호분, 고산동 9호분, 고산동10호분 등의 벽화고분들이 있다.
고산동20호분의 슬롯사이트 볼트 메이저방향은 남향이다. 널길〔羨道〕과 널방〔玄室〕으로 이루어진 외방슬롯사이트 볼트 메이저〔單室墳〕으로 널길은 널방 남벽의 동쪽에 치우쳐 설치되었다. 슬롯사이트 볼트 메이저칸은 반지하에 축조되었고 슬롯사이트 볼트 메이저칸 바닥은 2㎝ 두께로 숯을 덮고 다시 4.5㎝ 두께로 회를 발라 마무리하였다. 슬롯사이트 볼트 메이저칸 천장부는 무너지고 벽체의 상당 부분도 파괴된 상태로 발견, 조사되었다. 널방으로 들어가는 입구에 회죽을 두껍게 발라 문틀을 만들었으며 널방 안에는 남북으로 길게 높고 낮은 두 개의 널받침〔棺臺〕를 설치하였다. 널길의 길이×너비×높이는 각각 2.20m×1.90m×1∼1.20m이고, 널방은 2.70m×2.45m×1∼1.50m이다.
널방 안에 회를 바르고 그 위에 벽화를 그렸으나 회벽이 떨어지면서 벽화 내용을 파악할 수 있는 곳이 적어졌다. 널방 벽 모서리에는 붉은 색으로 22㎝ 두께의 목조 가옥 기둥을 그렸지만 서북 모서리의 것만 형태가 잘 남아 있다. 목조 가옥의 뼈대만 벽화로 표현한 유사한 사례로 집안의 만보정1368호분을 들 수 있다. 슬롯사이트 볼트 메이저칸 바닥에서 수습한 회벽조각 가운데 구름무늬의 흔적이 있는 것으로 보아 고산동20호분의 벽화 주제가 생활풍속일 가능성도 있다.
고산동20호분은 슬롯사이트 볼트 메이저구조, 벽화의 내용으로 보아 5세기 전반에 축조된 것으로 보인다. 이 슬롯사이트 볼트 메이저은 목조 가옥 기둥이 그려진 몇 안 되는 벽화고분으로서 그 자료적 가치가 자못 크다.