Этюд «Холмы» написан Василием Поленовым в период его обучения в Императорской Академии художеств (1863–1871), в один из приездов к родителям на летние каникулы в усадьбу Имоченцы. Усадьба, расположенная на высоком берегу реки Оять, окаймленная густыми лесами и множеством холмов, была построена отцом художника Дмитрием Васильевичем Поленовым, получившим в 1855 году землю в Олонецком крае по семейному разделу. Поленовы жили здесь среди первозданной северной природы, которая запечатлена на многочисленных живописных этюдах и пейзажах художника. Позже он говорил, что воспоминания, связанные с летней жизнью в усадьбе, были для него «самыми дорогими». В последнее десятилетие жизни Поленов в разговоре с сыном Дмитрием вспоминал: «С ее [реки Оять] чудных берегов я вынес огромный запас художественных, физических и духовных сил. Живописными материалами, добытыми там, я пользуюсь до сих пор».

Одним из таких «живописных материалов» стал этюд «Холмы». В нем отображен типичный для северного края пейзаж – небо, затянутое серебристо-серыми тучами, сквозь которые пробиваются солнечные лучи, окрашивающие небесный свод легкой розоватой дымкой. Они озаряют холмистую местность с редкими деревьями, кустарниками и белокаменной грядой легкими световыми волнами, благодаря чему на земле, листве деревьев и кустов появляется масса оттенков зеленых, палевых, желтовато-коричневых красок уходящего лета. Вдали виднеется сплошная стена густого леса, в котором, по воспоминаниям художника, еще водились медведи. Этюд отмечен умением Поленова виртуозно точно выстраивать композицию картины даже в такой быстрой по исполнению и малой по размеру работе, что вкупе с мастерски выписанной световоздушной средой способствует воссозданию целостного пейзажного образа. Это умение вызывало восхищение даже у друзей-художников. Впоследствии, подведя под него теоретическую базу, Поленов будет передавать эти приемы своим ученикам в Училище живописи, ваяния и зодчества, в котором преподавал более десяти лет (1882–1894).