В 2022 году в Музее началась комплексная реставрация картины неизвестного автора с изображением Спаса Нерукотворного. В ходе работ в правом нижнем углу изображения была раскрыта авторская подпись: инициалы «М.Н.», совпадающие с эталонными образцами монограмм М.В. Нестерова. Реставрационная находка подтвердила предположения научных сотрудников Музея об авторстве и времени создания произведения. 

В результате стало очевидным, что полотно, хранящееся в собрании Музея, было создано художником в процессе работы над живописным оформлением Покровского собора Марфо-Мариинской обители в Москве, спроектированной архитектором Алексеем Викторовичем Щусевым (1908 г.). Эскиз кисти Нестерова выполнен в смешанной технике на холсте, смонтированном на картон, и представляет собой изображение в масштабе 1:1 мозаичной иконы, которая по замыслу А.В. Щусева должна была разместиться над западным порталом храма. Спас Нерукотворный был призван стать образным и композиционным центром не только западного фасада, всего Покровского собора. 

 «Спас Нерукотворный» был написан, скорее всего, для представления заказчице - великой княгине Елизавете Федоровне и мог быть временно установлен на фасаде храма, так как неправильная форма его основы точно соответствует сложным очертаниям фасадной ниши, предназначенной для будущего размещения мозаики. Мозаичная икона «Спас Нерукотворный» по эскизу М.В. Нестерова была изготовлена в мастерской В.А. Фролова в Санкт-Петербурге к декабрю 1910 года. На фасаде собора она была установлена незадолго до освящения храма, которое состоялось 8 апреля 1912 года. 

Образ Спаса Нерукотворного М.В. Нестерова опирается на многовековую иконографическую традицию изображения Спаса на убрусе. Композицией, орнаментом плата, крещатым нимбом, украшенным драгоценными вставками, образ Спаса очевидно ориентируется на фрески новгородской церкви Спаса на Нередице (1199 г.), на древние иконы Спаса Нерукотворного. Карандашный эскиз, хранящийся в Государственной Третьяковской Галерее, доказывает, что М.В. Нестеров также вдохновлялся иконографическим изводом Спас Мокрая Брада. Ориентируясь на предшествующие традиции, художник старался внести в роспись современное авторское прочтение, свой авторский стиль, «стиль своих картин, их индивидуальность, хорошо сознавая всю трудность такой задачи». 

В живописном эскизе в натуральную величину художник не имитирует технику мозаики, он использует авторские приемы, характерные для живописных работ этого времени. Лик Спаса соединяет реальность и условность, что усиливают орнаментальная разделка плата, «золотой» нимб, «инкрустация» креста. Конкретность лика Спасителя подчеркивают напряженный взгляд отведенных от зрителя глаз, наполненность образа внутренним переживанием.  

На фасаде, соединяющем древнерусские мотивы и стилистику модерна, находясь под защитой многолопастной сени килевидной формы, над образом Спасителя помещена выполненная в рельефе фраза из Притчи о Добром Пастыре и наёмнике: «Аз есмь дверь: Мною аще кто внидет, спасется…» (Евангелие от Иоанна (10, 9). Образ Спаса Нерукотворного соотнесен  с расположенными по сторонам от него резными изображениями грозди винограда – символа крестной жертвы Христа, райских птиц и растений, которые должны также напоминать о белокаменных рельефах владимиро-суздальских домонгольских храмов. 

В 2023 году, после завершения реставрации, произведение М.В. Нестерова, на протяжении многих лет недоступное для публики и специалистов, будет впервые представлено на выставке, посвященной 150-летию А.В. Щусева.