Nel 1447, Fra Angelico fu convocato a Roma dal Papa Niccolò V, che commissionò una serie di affreschi per la nuova Cappella di San Lorenzo in Vaticano. Tra questi, il Martirio di San Lorenzo si distingue non solo per la sua palette luminosa, ma anche per l'urgenza della sua creazione: il papa, devoto di San Lorenzo, desiderava rafforzare il ruolo del santo come patrono dei poveri e difensore della Chiesa. Il dipinto cattura un momento che era già diventato leggendario nella Roma cristiana, ed era destinato a essere sia un'immagine devozionale che una dichiarazione politica sulla fede sotto persecuzione. Al centro della scena, San Lorenzo è mostrato disteso su una griglia, con le fiamme che lambiscono il suo corpo, mentre funzionari romani osservano impassibili.

Secondo la tradizione, Lorenzo, un diacono di Roma, fu giustiziato nel 258 d.C. per aver distribuito la ricchezza della Chiesa ai poveri anziché consegnarla al prefetto dell'imperatore Valeriano. Fra Angelico sceglie l'istante in cui Lorenzo, rifiutandosi di abiurare, guarda verso il cielo, con la mano destra sollevata in un gesto di accettazione.

L'aureola dorata del santo e la calma serena del suo volto contrastano con il tumulto dei carnefici e degli spettatori, un'eco visiva della fede che, secondo la leggenda, portò Lorenzo a dichiarare: “Girami, questo lato è fatto.” A differenza del trattamento più drammatico dello stesso soggetto da parte di Tiziano, Fra Angelico inonda l'intera scena con una dolce luce celestiale, enfatizzando il trionfo spirituale sull'agonia fisica. Mentre l'affresco originale rimane a Roma, questa versione su pannello—il cui esatto medium è ancora dibattuto—fu probabilmente creata per la devozione privata o come modello per l'opera più grande. Fra Angelico era al culmine delle sue capacità, muovendosi tra Firenze e Roma e mescolando la chiarezza del primo Rinascimento con l'intensità devozionale della sua fede domenicana. La storia successiva del dipinto è meno chiara: è passata attraverso diverse collezioni, a volte attribuita erroneamente, prima di trovare la sua attuale collocazione nel museo.

Oggi, è riconosciuta come una testimonianza della capacità di Fra Angelico di fondere chiarezza narrativa con profondità spirituale, segnando un momento cruciale nell'evoluzione dell'arte religiosa nell'Italia del XV secolo.