Натурщицей к данному произведению Серов выбрал свою двоюродную сестру Машеньку Симонович. После написания девочки с персиками, Серов на этот раз решил писать портрет на фоне природы в усадьбе Домотканово, под сенью деревьев и играющими лучами солнца.
Портрет насыщен сочными красками лета, в дальнем плане картины теплым солнышком ярко освещена поляна на фоне леска, что очень контрастирует с темно-зеленоватыми тенями травы.
Девушка освещенная солнцем присела облокотившись к дереву. Взгляд у девушки слегка задумчивый, она по-русски красива и мила, розовый румянец на ее щеках подчеркивает ее молодость и невинность, в ней чувствуется признак умиротворения и радость жизни.
Лучи солнца проникающие сквозь листву деревьев солнечными зайчиками нежно мелькая освещают девушку, играя красочным контрастом цвета. По окончании работы картина Девушка освещенная солнцем вызвала много восторженных откликов и неприятия других, критиковавших Серова за оттенок импрессионизма.
Сам художник считал это произведение одним из самых своих наилучших работ. Валентин Серов много за свою жизнь создал произведений и все они по своему хороши, в каждой работе чувствуется живость характеров, точная передача действительности.
Сегодня его знаменитая картина Девушка освещенная солнцем находится в Третьяковской галерее.