No hay noticias del fresco de la Trinidad desde el siglo XVI cuando quedó cubierto, y fue redescubierto en época relativamente reciente.

En 1937 el fresco fue pulido y repintado en ciertas partes de la zona inferior donde se había perdido la materia pictórica.

Los atributos de San Jerónimo son obvios (el león, el capelo cardenalicio situado a sus pies, y el signo de penitencia que representa la piedra en la mano derecha con la que se golpeaba el pecho), pero las dos mujeres han sido identificadas de forma diferente, como la Virgen y una santa (con lo que la composición sería una sacra conversazione) pero[8]​ la identificación de las santas Paula y Eustoquia (madre e hija) es más plausible al estar vinculada a su relación con San Jerónimo, que este mismo testificó en sus escritos (le acompañaron a Tierra Santa, donde emprendieron fundaciones monásticas asesoradas por él).

Su anatomía destaca su potencia física, con una línea de contorno vibrante y nerviosa que ha sido descrita como "exasperación realista".

Vistas las diferencias entre sinopia y fresco, se ha propuesto que la primera sería obra de otro artista, y Andrea del Castagno sería el que la realizara finalmente tras haberse interrumpido los trabajos iniciales.