Ce panneau peint sur bois réalisé par le Maître de Dunois vers 1440 figure un groupe de chanoines en prière. Au centre, Dieu le Père, le Christ et la colombe du Saint-Esprit se présentent sous la forme d'une Trinité souffrante, ou "Trône de Grâce".
De sa main droite, le Christ désigne sa plaie, dégageant une forte puissance émotionnelle. De part et d'autre, les chanoines, au nombre important de 24, sont ceux de Notre-Dame de Paris.
Les personnages individualisés, les postures et attitudes variées et la qualité du rendu des étoffes sont l'œuvre d'un artiste parisien, le Maître de Dunois. Renommé pour son sens de la narration, sa virtuosité et sa connaissance de l'art flamand de la même époque (le modèle du "Trône de Grâce est un héritage du maître flamand Robert Campin), il travaille pour de hauts dignitaires de la cour dans les années 1435 à 1466.
Réalisé pour le maître-autel de la cathédrale Notre-Dame, ce panneau peint sera déplacé à l'époque moderne. Pendant la Révolution, il est exposé au musée des Monuments français, au couvent des Petits-Augustins puis intégré aux collections de l'École des Beaux-Arts qui s'implante dans le couvent en 1816.
Entre janvier 2021 et mai 2023, la Trinité aux chanoines bénéficie d'une restauration menée par l'École nationale supérieure des Beaux-Arts avec l'accompagnement du Centre de recherche et de restauration des musées de France. Le travail réalisé sur les nombreuses lacunes de la peinture, l'allègement des vernis et l'enlèvement des repeints a rendu une nouvelle lisibilité à l'œuvre.
Dépôt de l'École nationale supérieure des Beaux-Arts en 2024.