В начале 1760-х Антропов находился в зените славы как портретист. В 1761 году он был назначен художником при Синоде, а также надзирателем над работами живописцев и иконописцев. Портрет Петра III исполнен им в связи с восшествием императора на престол. Он известен в двух вариантах – написанных для Синода (Русский музей) и Сената (Третьяковская галерея). Созданию парадных портретов большого формата предшествовал маленький эскиз.

Петр III представлен на нем стоящим в неглубоком пространстве условного дворцового интерьера с розоватыми стенами и зеленой панелью. Это не торжественный зал, а интимные покои императора. У стены видна спиралевидная колонна с гирляндами листьев, проложенными в желобках. Левее на стене висит портрет Петра I в резной рокайльной раме – намек на преемственность дел Петра. Справа виднеется темный дверной проем. Фигура императора по боками обрамлена своеобразной рамкой, образуемой темными драпировками и мантией, брошенной на кресло. На переднем плане изображена ступенька, призванная показать, что коронованная особа находится в некой отделенной от обычного мира сфере. Среди парадных регалий (лежащих на консольном столике короны и державы) удлиненная кукольная фигурка персонажа со склоненной головой и танцующим движением ног кажется удачным дополнением рокайльного интерьера. В портрете преобладают изогнутые, причудливые по очертаниям линии стола, трона, драпировок, складок мантии. Мягкие очертания деталей интерьера, приглушенный свет, создающий полумрак в комнате, изящная, кокетливая поза Петра III, мечтательно опирающегося на маршальский жезл, – таковы приемы искусства рококо.

Очень красив тонко сгармонированный колорит эскиза. Золотистый камзол, подпоясанный шарфом с кистями такого же цвета, мягко сочетается с темно-зеленым мундиром лейб-гвардии Преображенского полка. Преобладают глубокие теплые тона, особенно красный, окрашивающий бархатную подушку с регалиями, отвороты мундира и обивку кресла. Антропов с ювелирной точностью тщательно выписывает драгоценности царских регалий, шитье мундира, орденские звезды, позолоту резной мебели, выявленные за счет более темного фона. Это придает эскизу свойства богато украшенной вещицы, столь характерной для барочно-рокайльной культуры того времени. По стилистике и сюжетной направленности произведение идентично эскизу портрета императрицы Екатерины II (1762).

Эскиз к портрету Петра III происходит из усадьбы князя Ф.А. Куракина Надеждино Саратовской губернии. Известно уменьшенное фрагментарное авторское повторение, созданное по настоянию архимандрита Свято-Троицкой Сергиевой лавры Лаврентия (Хоцятовского) (1762, Сергиево-Посадский музей-заповедник). Антроповым был исполнен также парадный портрет Петра III – полководца на фоне походных шатров и баталии (1762, Русский музей). Похожий по иконографии портрет кисти выдающегося живописца того времени Ф.С. Рокотова (1762, Русский музей).