Particolarmente suggestiva per la collocazione delle varie tombe, poste senza alcun ordine apparente nella distesa rossastra di ciottoli e sabbia, la necropoli di Palmira si trova a occidente dei resti della città. Tra le tombe a torre (camere funerarie a più piani per sepolture comuni), molte delle quali inglobate nella cerchia muraria fatta costruire da Giustiniano nel VI secolo, si segnala la tomba di Giamblico, a cinque piani, eretta nell'83 d.C. Si accede anche all'interno della tomba torre di Elahbel, costruita nel 103 d.C. per circa 300 sepolture. Conserva ancora quattro dei cinque piani originari e dall'alto si ha uno straordinario colpo d'occhio sulla vallata, con le tombe poste in un ordine così casuale da sembrare quasi in movimento. Le tombe a ipogeo sono chiaramente le meglio conservate. Tra queste spicca la tomba dei Tre Fratelli, datata 140 d.C, così chiamata perché vi sono stati ritrovati tre sarcofagi scolpiti a bassorilievo in cui i tre personaggi raffigurati hanno gli stessi tratti somatici; bellissimi gli affreschi, dai colori straordinariamente vivaci.