Presenta Murillo en esta composición a Santa Rosa de Lima (1586-1618), cuya canonización, ocurrida el 15 de abril de 1668, tuvo una gran resonancia en el mundo católico por ser la primera santa de origen americano; en especial en la ciudad de Sevilla, tan ligada en lo religioso al mundo peruano a través de los monjes y monjas dominicos. Debió ser tema grato al pintor, cuya única hija, Francisca María, profesó en 1671 en el convento dominicano de la Madre de Dios y tomó el nombre de Sor Francisca María de Santa Rosa. El lienzo de Murillo se fecha en esos años, hacia 1670, y Angulo ha supuesto que tuviera alguna relación con la profesión de su hija, hipótesis avalada por la existencia de dos copias de esta composición en aquel convento sevillano.  

El pintor elige para su escena un momento de la vida de Santa Rosa de Lima, cuando rezando en el jardín del convento, mientras cosía para sustentar a sus padres, se le aparece el Niño, sentado sobre la labor. Santa Rosa, ataviada con el hábito de la Orden de Santo Domingo de Guzmán, aparece arrodillada hacia la izquierda, contemplando arrobada al Niño Jesús, que sentado en una almohadilla sobre el cesto de la costura, alza las manos hacia la santa en gesto acariciador con la izquierda, mientras con la derecha le entrega unas rosas. La santa lleva rosas en la mano izquierda; otras las vemos en el suelo. De la boca del Niño surge una leyenda escrita en latín: "ROSA CORDIS MEI TU MIHI SPONSA ESTO" ("ROSA DE MI CORAZÓN, YO TE QUIERO POR ESPOSA") y, en el suelo, junto al cesto y las rosas, hay un libro de oraciones. A la derecha se advierte un edificio, sin duda el convento dominico, y en primer término un rosal.

La calidad de esta obra conservada en el Museo Lázaro Galdiano de Madrid, cuyas dimensiones son 145 x 95 cm, es muy alta y puede incluirse entre lo más selecto del pintor sevillano como intérprete de las figuras de santas, dotándolas de una profunda emoción y delicadeza. Murillo vuelve a insistir en su composición en el aspecto recogido y contemplativo de la vida de los santos, y en esta escena deja una de sus más poéticas visiones de la oración y la contemplación de lo divino.

De 1668 es la serie de composiciones encargadas al pintor romano Lazzaro Baldi que decoraron el Vaticano con motivo de la canonización de la santa latinoamericana, perfectamente descritas en castellano por Francisco de Córdoba y Castro. Aunque Murillo no parece inspirarse temáticamente en ninguna de aquellas escenas, hay sin embargo en la suya un eco de la que fue grabada por Benoit Thiboust sobre dibujo de Baldi, en la que la santa sostiene al Niño en sus brazos, mientras éste la acaricia. El rostro idealizado y bellísimo de la Santa Rosa de Murillo recuerda en sus facciones al de la estampa y curiosamente al de otras representaciones de ella, como el lienzo de la Santa adorada por los indígenas, también de Baldi, que se guarda en la iglesia romana de Santa María sopra Minerva, por lo que quizá habría que pensar que hubieran circulado grabados con la verdadera efigie de Santa Rosa que sirvieron de modelo a ambos artistas.

Se conocen bastantes copias de este óleo sobre lienzo, aparte de las mencionadas: una, que perteneció a Sir J.M. Brakenbury, fue comprada en la ciudad de Cádiz hacia 1831 y expuesta en la British Institution en 1836; otra que poseyó William Ralph Bankes en Kingston Lacy y procedía de la colección del Marqués de Ledesma en Granada, permaneció en dicha colección al menos hasta la década de 1950; otra pertenece hoy al Museo de La Habana, la cual procedía de la colección de María Ruiz de Olivares, Marquesa de Pinar del Río, y se conoce otra de tamaño casi idéntico a la del Museo Lázaro que se conserva en una colección privada sevillana.