Renoir représente Frédéric Bazille dans son atelier de la rue Visconti, où son ami l'a généreusement hébergé, en train de peindre son tableau Héron aux ailes déployées. Au premier plan, vu de profil et quasiment de dos, le jeune peintre, vêtu d'un costume gris taché de peinture, est assis sur une chaise, face au chevalet dont le côté gauche de la base sert d'appui à ses deux pieds croisés, chaussés d'espadrilles. L'arrière-plan est constitué d'un mur où sont accrochés deux tableaux, dont l'un est un paysage enneigé de Monet, La Route de la ferme Saint-Siméon en hiver, alors qu'y sont appuyées deux autres toiles, l'une vue de face et l'autre présentant son chassis.
Le présent tableau est une réponse de Renoir à son portrait peint quelques mois auparavant par Frédéric Bazille. La mise en page, l'accent sur l'horizontalité des tableaux, l'emploi d'une gamme chromatique de gris se rapprochent de celle du portrait d'Émile Zola, peint par Édouard Manet. Le recours limité à deux couleurs dominantes, exceptés le rouge du lacet des espadrilles ou le rosé du visage, confère à l'œuvre une monochromie de tons gris et marrons et rappelle celle des portraits de Jean-Baptiste Corot.
Le tableau est acquis par Édouard Manet auprès du peintre et reste dans sa collection jusqu'en 1876. Cette année-là, Manet le prête pour la 2e exposition impressionniste qui a lieu au no 11 de la rue Le Peletier à Paris, comme signe de sa solidarité envers le groupe de peintres. Le père de Frédéric Bazille le voit lors de cet évènement et persuade Manet de lui offrir, en échange d'une toile de Claude Monet. Marc Bazille, le frère du peintre, en devient propriétaire par voie testamentaire et le lègue, en 1924, au musée du Luxembourg. En 1947, il est exposé à la galerie du Jeu de Paume jusqu'à son affection, en 1986, au musée d'Orsay. Depuis 2006, il est en dépôt au musée Fabre de Montpellier.