Произведение молодого Серова произвело фурор среди художников и стало провозвестником импрессионизма в России. В лирическом настроении портрета отразились теплые отношения между художником и его окружением тех лет. Героиня полотна Вера Саввишна Мамонтова (1875–1907) – дочь Саввы Ивановича Мамонтова, крупного промышленника, владельца Московско-Ярославской железной дороги, коллекционера, мецената, основателя Абрамцевского художественного кружка и Русской частной оперы. Серов с 1885 года подолгу гостил в усадьбе Мамонтовых в Абрамцеве, рисовал и писал маслом, участвовал в домашних спектаклях и развлечениях, к нему относились как к члену семьи. Работа над портретом началась в середине августа 1887 года и длилась больше месяца. Автор добивался «той особенной свежести, которую всегда чувствуешь в натуре и не видишь в картинах».

Композиция строится на гармоничных пропорциях частей и выверенных линиях внутреннего движения. Устойчивости фигуры девочки противопоставлена убегающая диагональ стола, которая увлекает взгляд за приоткрытую дверь соседней гостиной. Сквозь окно за спиной девочки льется рассеянный свет, создается ощущение, что пространство наполнено теплым воздухом. Цвет темных густых волос, смуглой кожи, тронутой загаром, темно-карих глаз Верушки и черного в белую горошину банта на ее блузе контрастирует с оттенками розового и белого, преобладающими в колорите картины. Тончайшее мастерство живописи лица противопоставлено стремительной обобщающей манере, в которой исполнены детали фона, пальцы рук, натюрморт на первом плане. Персики, выращенные в абрамцевской оранжерее, и кленовые листья на столе напоминают об уходящем лете.

В произведении Серова нет случайных деталей, каждая из них рассказывает о гостеприимном доме Мамонтовых. Белое фаянсовое блюдо с кобальтовым узором из птиц и цветов, предположительно расписанное Е.Д. Поленовой, свидетельствует об увлечении Мамонтовых прикладным искусством. Отсылает к сказочному сюжету Гофмана деревянная фигурка гренадера-«щелкуна», купленная на ярмарке в Сергиевом Посаде и раскрашенная самим Серовым. Антикварные стулья красного дерева в стиле 1840-х годов напоминают о предыдущих владельцах усадьбы – Аксаковых. Ритмическая сбалансированность композиции, равновесие темных и светлых тонов, гармоничная живописная манера подчинены созданию образа юности, обаятельного в своей открытости.

Появление «Девочки с персиками» во многом было предопределено развитием пленэрного портрета 1880-х годов в творчестве Василия Поленова и Ильи Репина. Портрет получил первую премию на конкурсе Московского общества любителей художеств (1888). Он подвел итог периоду учебы Серова в Императорской Академии художеств и одновременно ознаменовал стремление к обновлению художественного языка целого поколения живописцев рубежа XIX–ХХ веков.