По преданию, храм был построен вскоре после основания города Ярославом Мудрым, «в лето от начала мира 6524 (1016)». Позднее он вошел в состав Петровского монастыря, который находился на особом счету у здешнего княжеского дома: на его территории были захоронены первая супруга легендарного ярославского князя Фёдора Черного — Анастасия и его сын — Михаил, почитавшиеся как местные святые.

 
В 1691 году храм святых Петра и Павла на Волге был перестроен в камне на средства прихожан — вместо сгоревшего деревянного. Он представлял собой один из красивейших образчиков ярославского зодчества. Изнутри храм был полностью покрыт фресками. В местном ряду иконостаса — в самом нижнем — располагалась икона «Святая Троица Ветхозаветная». Один придел храма был освящен во имя святого Михаила Малеина, другой — во имя Архангела Михаила, видимо в честь ярославского князя Михаила Фёдоровича.

 
Каменная церковь сильно пострадала во время белогвардейского восстания в 1918 году, в 1931 году приход был ликвидирован, а в 1937 году храм снесли.
В основе образа из коллекции музея лежит иконографический вариант «Святой Троицы Ветхозаветной» с Авраамом и Саррой, называемый также «Гостеприимство Авраама». Этот канон, известный на Руси уже на рубеже XII–XIII веков, с большой обстоятельностью представляет собой встречу с ангелами.

 
Как написано в книге «Бытие», Господь явился Аврааму, родоначальнику еврейского народа, в виде трех ангелов. Авраам приказал своей жене приготовить хлеба и заколоть теленка — радушно встретил гостей. Тогда же один из посланников объявил Аврааму, что у него будет сын. В тот момент Аврааму было 100 лет, а его жене Сарре — 90.

 
В XVII веке иконописцы начали дополнять классическую версию написания образа различными деталями, создавая свои оригинальные варианты. Извод, представленный в иконе «Святая Троица Ветхозаветная», встречается нечасто: вскинутые крылья сидящих за столом ангелов придают произведению торжественность, персонажам — динамичность и передают драматизм отображенного момента.