Потому что изображение ещё не загружено.
var images = [['1.jpg', '2.jpg'], ['10.jpg', '11.jpg']],
count = 0,
elem = document.getElementById('fotki0'),
j, img;
for(var i=0; i<images.length; i++) for(j=0; j<images[i].length; j++) {
img = new Image();
img.alt = '';
img.id = count;
img.onload = function() {
alert( this.width );
}
img.src = images[i][j];
elem.appendChild(img);
}