"Mi par di riconoscere il mio proprio ritratto, con un viso da mummia, sparutello, secco, smunto, allampanato e disteso con un certo colorito di crosta di pane, o di pera cotogna cotta in forno, e così malinconico, che farebbe piagnere qualsia che avesse voglia di ridere". Questo era il ritratto che, con una buona dose di ironia, Redi faceva di se stesso.
L'estrema magrezza del medico aretino è stata spesso fatta oggetto di divertita autocritica da parte dell'autore e di amichevoli lazzi da parte degli amici. Nel Bacco in Toscana lui stesso si definiva "il segaligno e freddoloso Redi", alludendo alla propria fisionomia allampanata e alla propria scarsa tolleranza del clima rigido tipico degli inverni toscani. E, in altra occasione, confessava di reputarsi "il più magro uomo del mondo, pallido e vizzo che paio l'inedia". Lorenzo Magalotti, da parte sua, che era piuttosto grasso, lo prendeva allegramente in giro chiamandolo "un aretino che pare il ritratto della fame".
Nel famoso "stravizzo" della Crusca del 1666, dal quale sarebbe scaturito il Ditirambo sui vini, dopo che Magalotti lo aveva chiamato ironicamente "mummia d'Egitto", Redi aveva ribattuto: "Son magro, secco, allampanato e strutto son, come dite voi, sono una mummia. Ma nella vita mia non fa la stummia quel che spirano i grassi odor sì brutto. La mummia là nei regni dell'Aurora benché' sia mummia, per lo meno odora!". Qualche tempo dopo, ancora Redi aggiungeva: "Il freddo m'ha secco il cuoio addosso e sembro per appunto un catriosso. D'un tisico cappon spolpato e brollo e magro, e secco, allampanato, e strutto, potrei servir per un fanal da nave. E senza grimaldello e senza chiave come uno spirto passerei per tutto".
Come ebbe a scrivere uno dei suoi primi biografi, Angelo Fabbroni, Redi era un vero "appassionato" di pittura. Anche per questo, oltre che per il suo ruolo di influente cortigiano, il suo volto divenne il soggetto di una ventina di ritratti, tra dipinti, sculture, medaglie ed incisioni. Sono purtroppo perduti tre ritratti dipinti dal celebre pittore di Corte Justus Sustermans. Dal primo fu tratta un'incisione da Adriaen Haelwegh, nota in vari esemplari, che fu anche anteposta alla prima edizione del Bacco in Toscana ed a molte altre edizioni delle opere di Redi. Di essa è stata recentemente ritrovata la matrice intagliata in rame nei fondi dell'Accademia Petrarca di Arezzo. Il secondo ritratto di Sustermans, anch'esso perduto, è molto probabilmente riecheggiato da un dipinto che raffigura Redi a mezza figura, eseguito da Pier Dandini nel 1695, e che oggi è conservato presso la Fraternita dei Laici di Arezzo. Del terzo ritratto di Sustermans non è invece rimasta traccia.
Dalle lettere di Redi sappiamo anche che tre suoi ritratti furono dipinti, poco prima o durante il 1679, da tre giovani artisti fiorentini, Anton Domenico Gabbiani, Atanasio Bimbacci e Giovan Battista Marmi. Dei tre ritratti Redi parlava in una lettera al fratello Giambattista del 1679. Vi si faceva riferimento ad un ritratto da inviare alla Villa degli Orti, di un altro da donare all'amico e collaboratore Giulio Giannarini, e di un terzo destinato all'altro fratello Diego.
Recentemente è stato acquistato dalla Banca Popolare dell'Etruria e del Lazio di Arezzo un nuovo ritratto di Redi. L'età dimostrata dallo scienziato ed i dati stilistici portano a datare la tela agli anni '80 del Seicento. Un altro ritratto di Redi è quello degli Uffizi, eseguito da Dandini nel 1708, nel quale il medico aretino è raffigurato in età matura, con una pila di libri alla sua destra.
Un ultimo ritratto di Redi, a figura intera seduto a un tavolo, con in mano un volume delle Osservazioni intorno agli animali viventi che si trovano negli animali viventi , fa parte della serie degli aretini illustri conservata nel Palazzo Comunale di Arezzo, ed è di autore sconosciuto. Redi ne parlava nel proprio Libro di Ricordi alla data del 16 luglio 1695, come di un ritratto su tela eseguito da "Pietro Bandini, pittore fiorentino".
L'effigie dello scienziato aretino è nota anche grazie alla celebre serie delle tre medaglie realizzata da Massimiliano Soldani Benzi nel 1684. Tutte riportavano sul recto l'immagine di profilo dello scienziato con parrucca riccioluta e la scritta "Franciscus Redi patritius aretinus", mentre sul verso erano impresse rispettivamente: una galera in navigazione sormontata da Giove e dai suoi quattro satelliti con l'iscrizione "Sono 'l mio segno e 'l mio conforto solo", per significare il suo impegno scientifico; un Baccanale con la scritta "canebam" per celebrare i suoi fasti letterari e poetici; una figura di Minerva che svelava i segreti della natura per ricordare la sua attività di medico e filosofo.
Sono rimasti ritratti di Redi anche in scultura. Il busto in marmo è stato attribuito allo scultore fiorentino Antonio Montauti. In un appunto del proprio diario, alla data del 26 novembre 1693, Redi annotava che era stato "a casa" sua "il Sig. Foggini scultore", che gli stava preparando il "ritratto di marmo". Il 27 marzo 1695 un altro "ricordo" testimoniava l'avvenuto pagamento dell'opera: "Il Sig. Gio. Batta Foggini, scultore del Serenissimo Gran Duca, fece il mio ritratto in marmo, acciocché io lo potessi mandare in Arezzo alla mia villa degli Orti, e questo giorno suddetto venne qui a casa, et io gli detti scudi quaranta e me ne fece la ricevuta". Il 27 maggio la scultura era arrivata felicemente ad Arezzo.
In campo incisorio sono note altre incisioni col ritratto di Redi. Da un disegno di Gabbiani, raffigurante Redi incoronato dalle Muse, Giovanni Antonio Lorenzini ricavò un'incisione che fu posta in fronte all'edizione dei suoi sonetti del 1702. Domenico Tempesti è l'autore della più celebre incisione col ritratto di Redi. Ne esiste ancora il disegno preparatorio presso gli Uffizi, perfettamente corrispondente al risultato finale.
Recentemente è stato ritrovato, presso una collezione privata cortonese, un pastello raffigurante il ritratto di Redi. È evidente il rapporto esistente tra questo pastello e l'incisione di Tempesti del 1679. La qualità del ritratto è notevole. Colpisce la capacità di introspezione psicologica, in questo volto di un uomo di cinquantasei anni, conscio della propria posizione presso la Corte medicea e la società del tempo.
Nella Cattedrale di Arezzo, infine, si trova un busto in marmo inserito nel cenotafio dello scienziato. Si tratta di un monumento in marmi misti, collocato dal nipote Gregorino nella chiesa di San Francesco, e trasferito nel 1812 nell'attuale collocazione. Il monumento è composto da una piccola urna di disegno molto semplice, posta su una mensola a muro completata in basso dallo stemma di famiglia, coronato da un teschio alato e racchiuso da festoni di frutta. Sopra l'urna, due puttini esaltano il busto, su un breve piedistallo, inserito in una nicchia a muro di semplice incorniciatura ovale. Alla base del busto si trova l'iscrizione: "Francisco Redi Gregorius Fr. Fil.", e lungo il bordo superiore delle specchiature dell'urna l'iscrizione: "Obiit Pisis Kalend. Martii MDCIIIC. Aetatis suae LXXI. Dieb. X. Hic sep. VI. Id. Eiusd. Men. et An.".