Il talento come disegnatore di Vincenzo Tamagni è stato molto apprezzato già a partire dal XVI secolo, e i suoi disegni furono ricercati e acquistati da molti collezionisti, tra cui Giorgio Vasari e Pierre-Jean Mariette (1694-1774) celebre connoisseur a cui questo foglio è appartenuto. Nella Vergine in trono con Bambino e santi Tamagni riadatta un formulario di schemi compositivi a lui familiari. La Vergine è posta su un trono rialzato con il Bambino in bilico sul grembo; i santi sono difficili da identificare, in quanto privi di attributi chiari, ad eccezione della santa alla sinistra della Vergine, che potrebbe essere santa Caterina da Siena. Nel rapido schizzo del Cristo portacroce Tamagni ha un ripensamento sulla posa del braccio destro di Gesù che dapprima immaginava disteso e sanguinante, e infine piegato a reggere la croce. Entrambi i fogli sono disegnati anche al verso, con scene mitologiche.