영주 가흥동 마애여래삼존상 및 여래좌상은 서천변에 높게 솟은 자연암반에 새겨져 있다. 이곳에는 원래 마애삼존상만 노출되어 있었는데, 2003년 인근에서 떨어져 나간 바위에 새겨진 여래좌상 1구가 추가로 확인되었다. 마애불이 새겨진 암반의 아래쪽에는 청동기시대에 새겨진 것으로 추정되는 암각화가 있어, 이곳이 청동기시대부터 현재에 이르기까지 풍요와 안녕을 기원하는 신성한 장소로 여겨져 왔던 것을 알 수 있다. 삼존상은 남동쪽을 향하여 넓게 펼쳐진 암반의 상부에 새겨져 있다. 삼존 중 본존이 가장 크며, 대좌에서 광배 끝에 이르기까지 전체 높이 328㎝이다. 본존과 보살 모두 환조에 가까울 정도로 고부조되어 있다. 삼존상은 여래좌상을 중심으로 좌, 우에 보살입상이 배치된 삼존 형식을 이룬다. 본존 여래좌상은 소발의 머리에 높은 육계를 지니고 있으며, 약간 방형에 가까운 얼굴은 광대뼈가 살짝 튀어나와 있다. 입가에는 미소를 살짝 띤 듯한 모습이다. 이 상은 양 어깨를 덮는 방식으로 대의를 착용하였는데, 오른쪽 어깨에 대의 자락이 한 겹 더 겹쳐져 있어 삼국시대 불상의 통견 방식과는 차이가 있다. 수인은 오른손을 가슴 앞에, 왼손을 복부 앞에 두어 손바닥을 보이는 시무외·여원인을 취하였다. 앙련의 대좌는 연판이 크고 넓으며, 각 연판 내에 겹꽃잎이 큼직하게 새겨져 있다. 광배는 두광으로, 굵은 한 줄의 양각 테두리로 윤곽을 표현하였다. 두광 중심에는 연화문이 있고, 연화문과 테두리 사이 공간에는 꽃무늬와 화불 3구가 배치되어 있다. 두광 바깥은 화염문이 넓게 둘러싸고 있다. 두 보살상은 보관, 보주형 광배, 연화대좌 등이 거의 일치하지만, 수인과 복부 앞에 드리운 천의의 형태에 차이가 있다. 우협시보살상은 천의 자락이 복부에서 어긋난 ‘X’형을 이루며, 양 손을 가슴 앞에 두어 합장하고 있다. 그에 반해 좌협시보살상은 천의 자락이 다리 부근에서 ‘U’형을 이루며, 오른손은 가슴 앞에, 왼손은 어깨 뒤로 들고 있는 모습이다. 이 상과 같이 시무외·여원인 여래와 좌, 우 보살이 시립한 삼존 형식은 삼국시대에 가장 선호되었던 삼존 구성이다. 특히 본존이 좌상인 형식은 청주 비중리 석조여래삼존상과 같이 6세기 중엽을 전후한 시기부터 유행한 것으로 추정된다. 영주 지역에서는 영주 신암리 마애여래삼존상에서 동일한 형식을 찾을 수 있어, 7세기 무렵에는 신라 지역에서도 널리 유행하였을 것으로 보인다. 영주 가흥동 마애여래삼존상은 어린아이와 같은 신체 비례, 상호와 광배, 수인 등에서 삼국시대 양식이 그대로 반영되어 있다. 그러나 앞 시기와는 다소 달라진 착의 방식, 살짝 몸을 틀고 있는 보살상의 동적인 자세 등에서 중국 당(唐) 양식의 유연함이 엿보인다. 따라서 이 상은 삼국에서 통일신라로 이행하는 과도기인 7세기 중엽을 전후하여 제작되었을 것으로 추정된다. 추가로 발견된 여래좌상은 삼존불의 좌측에 함께 세워져 있다. 이 상은 상호, 착의법, 광배 형태 등이 삼존상과 거의 비슷하지만, 착의법이 편단우견으로 변화된 점, 조각이 두드러지게 얕아지고 세부 표현이 생략적인 것에 차이점이 있다. 이 여래좌상은 삼존상 조성 이후 추가로 조성된 것으로 추정된다.