Quando le suore fiorentine di San Marco commissionarono un ciclo di dipinti a Fra Angelico nel 1438, chiesero non solo scene di martirio e miracoli, ma anche una rara rappresentazione della guarigione femminile. La guarigione di Palladia da parte dei santi Cosma e Damiano si distingue tra gli atti leggendari dei santi: è l'unico pannello rinascimentale conosciuto che mostra i medici gemelli mentre curano una donna, in un'epoca in cui le pazienti femminili erano quasi mai al centro dell'arte sacra. La storia, tratta dalla Leggenda Aurea medievale, era particolarmente apprezzata dalle comunità religiose femminili, che vi vedevano una promessa di cura divina per i propri corpi. Al centro del dipinto, la nobile Palladia giace debole e pallida sul suo letto di malattia, assistita dalle dolci figure aureolate dei santi Cosma e Damiano.

Un santo applica un unguento sul suo fianco ferito, mentre l'altro offre un gesto confortante, con i volti calmi e concentrati. Lo sfondo dorato, tipico delle prime opere di Fra Angelico, isola le figure in uno spazio ultraterreno, enfatizzando la natura sacra del miracolo. Le vesti rosse e verdi dei santi medici richiamano il loro status sia di martiri che di guaritori, mentre il piccolo vaso di medicina accanto al letto è reso con grande attenzione ai dettagli.

A differenza delle rappresentazioni successive, come le scene più affollate e drammatiche di Matteo di Giovanni, Fra Angelico si concentra sulla compassione silenziosa e sull'intimità della cura. Il dipinto è stato probabilmente creato per l'oratorio privato del convento, dove avrebbe offerto conforto quotidiano alle suore. Nel corso dei secoli, la sua provenienza non è completamente documentata; come molte opere di San Marco, potrebbe essere stata spostata o dispersa durante le soppressioni napoleoniche. Oggi è generalmente attribuito al periodo maturo di Fra Angelico, quando stava sperimentando immagini religiose più personali e emotivamente dirette.

Sebbene il medium originale sia incerto—probabilmente tempera su tavola, come era tipico dell'epoca—la dolce luminosità dell'opera e la sua tenera narrazione rimangono tratti distintivi della visione unica di Fra Angelico.