ที่ทับหลังของมณฑปด้านทิศตะวันออกปราสาทประธาน เป็นภาพนารายณ์บรรทมสินธุ์ โดยพระนารายณ์บรรทมตะแคงขวาเหนือพระยาอนันตนาคราช ซึ่งทอดตัวอยุ่เหนือมังกรอีกต่อหนึ่งท่ามกลางเกษียรสมุทร มีก้านดอกบัวผุดขึ้นจากพระนาภีของพระองค์ มีพระพรหมประทับอยู่เหนือดอกบัวนั้น พระนารายณ์ทรงถือ คฑา สังข์ และจักรไว้ในพระหัตถ์หน้าซ้าย พระหัตถ์หลังซ้ายและพระหัตถ์หลังด้านขวาตามลำดับ ส่วนพระหัตถ์หน้าขวารอบพระเศียรของพระองค์ ทรงมงกุฏรูปกรวยกภณฑล กรองศอ และทรงผ้าจีบเป็นริ้ว มีชายผ้ารูปหางปลาซ้อนกันอยู่ 2 ชั้นด้านหน้าคาดด้วยสายรัดพระองค์ มีอุบะขนาดสั้นห้อยประดับ มีพระลักษณมีชายาพระองค์ประทับนั้นอยู่ตรงปลายพระบาท

สำหรับพระพรหม ซึ่งประทับเหนือดอกบัวนั้น มีสี่พักตร์ สี่กร ถัดจากองค์พระนารายณ์มาทางซ้ายบริเวณเลี้ยวของทับหลัง มีรูปหน้ากาลคายพวงอุบะขนาดใหญ่ เหนือหน้ากาลมีรูปครุฑใช้มือยึดนาคไว้ข้างละตนนอกจากนี้ยังปรากฏรูปสัตว์อื่น ๆ ได้แก่ นกแก้ว ลิง และนกหัสดีลิงก์คาบช้างอยู่ด้วย

การบรรทมสินธุ์ของพระนารายณ์คือ การบรรทมในช่วงการสร้างโลก การบรรทมแต่ละครั้งนั้นจะเกี่ยวกับยุคเวลาในแต่ละกัลป์ ภาพทับหลังนารายณ์บรรทมสินธุ์ที่ปราสาทพนมรุ้ง ได้รับอิทธิพลจากคัมภีร์วราหปุราณะ เป็นคัมภีร์ที่ให้ความสำคัญแก่พระนารายณ์เป็นเทพผู้ยิ่งใหญ่ ในขณะที่พระนารายณ์กำลังบรรทมอยู่นั้นได้ทรงสุบิน มีดอกบัวผุดจากพระนาภีและได้บังเกิดพระพรหมในดอกบัวนั้น พระพรหมทรงเป็นผู้สร้างมนุษย์และสิ่งต่าง ๆ โดยมีนัยสื่อถึงการกำเนิดของสรรพสิ่งใหม่หลังการล้างโลก ในความหมายของมนุษย์ในยุคปัจจุบัน คือ การอำนวยพร

ทับหลังนารายณ์บรรทมสินธุ์ ได้รับการยอมรับว่าเป็นทับหลังรูปพระนารายณ์ที่มีความงดงามที่สุดในโลก และยังถือว่าเป็นโบราณวัตถุชิ้นเดียวที่ประเทศผู้เป็นเจ้าของสามารถทวงคืนกลับมาจากผู้นำไปครอบครองได้สำเร็จ