Поленов выполнил этюд «Парфенон» по впечатлениям от путешествия в Грецию в 1911 году. Поездка в Афины и Дельфы была предпринята им с целью подготовки к работе над росписями интерьеров Музея изящных искусств имени императора Александра III в Москве (ныне – ГМИИ им. Александра Пушкина).

Художник участвовал во многих общественных и культурных событиях России, в том числе, был членом Комитета по созданию Музея по приглашению его основателя Ивана Цветаева. Он разрабатывал программу по оформлению интерьеров и должен был руководить этой работой. Поленов планировал привлечь к исполнению декоративных панно и росписей залов на темы из различных периодов истории европейского искусства молодых художников Александра Головина, Константина Коровина, Валентина Серова, Игоря Грабаря и Виктора Борисова-Мусатова.

В результате поездки 1911 года Поленов создал восемь картин с изображением значимых мест и памятников античной культуры. Сейчас эти произведения и этюды, по которым они были написаны, находятся в различных российских собраниях.

На этюде «Парфенон» античный храм показан сбоку, так что на переднем плане оказался ряд каменных блоков. Художник ставил перед собой задачу передать первое, наиболее яркое впечатление от архитектурного памятника. Этюд написан в манере, свойственной позднему периоду творчества Поленова. Колорит основан на сопоставлении дополнительных цветов. Пигменты усиливают звучание друг друга, положенные рядом раздельными мазками. С помощью этого приема художник передал выразительную игру теней и рефлексов на стенах и колоннах, характерную для ясного солнечного дня.

К сожалению, замысел Поленова по украшению стен Музея росписями остался в силу различных обстоятельств нереализованным.