Изображён в генеральском мундире лейб-гвардии Гренадерского полка, введённом в 1813 года (воротник изображён неверного цвета: вместо имеющегося тёмно-зелёного он должен быть светло-синим). На шее крест ордена Св. Георгия 3-го класса; по центру груди вдоль сгиба лацкана кресты ордена Св. Владимира 2-й степени, прусских орденов Красного орла 2-й степени и Пур ле мерит; справа на груди серебряная медаль «В память Отечественной войны 1812 года» на Андреевской ленте, из-под лацкана виден край звезды ордена Св. Владимира 2-й степени. С тыльной стороны картины надписи: Jeltouchin и Geo Dawe RA pinxt[4]. Слева на груди у Желтухина должна находиться звезда ордена Св. Анны 1-й степени — её не видно из-за выбранного художником поворота фигуры. Подпись на раме: П. Ѳ. Желтухинъ 2й, Генералъ Маiоръ.
Несмотря на то, что 7 августа 1820 года Комитетом Главного штаба по аттестации Желтухин был включён в список «генералов, служба которых не принадлежит до рассмотрения Комитета», 12 ноября 1821 года ему из Инспекторского департамента Военного министерства было направлено предписание: «портрет его Высочайше повелено написать живописцу Дове, посему если изволит прибыть в Санкт-Петербург, то не оставить иметь с Дове свидание». Желтухин в это время служил в Москве, где командовал 1-й бригадой 2-й гвардейской пехотной дивизии; 1 декабря 1821 года он был назначен начальником штаба Гвардейского корпуса и прибыл на постоянное жительство в Санкт-Петербург. Вероятно, после этой даты он и позировал художнику. Гонорар Доу был выплачен 10 ноября 1821 года и 24 февраля 1822 года. Готовый портрет был принят в Эрмитаж 7 сентября 1825 года[5]. Поскольку 29 марта 1823 года Желтухин был назначен в Свиту Его Величества[6], а на портрете отсутствуют генерал-адъютантские атрибуты (на эполетах не просматривается императорский вензель и нет свитского аксельбанта), то портрет был исполнен до этой даты[5].
В 1840-х годах в мастерской И. П. Песоцкого с портрета была сделана литография, опубликованная в книге «Император Александр I и его сподвижники» и впоследствии неоднократно репродуцированная[8].
В собрании Эрмитажа имеется авторское повторение галерейного портрета, незначительно отличающееся размерами и общей более тёмной колористической гаммой (холст, масло, 71 × 62 см, инвентарный № ГЭ-6500)[9]. В нижнем правом углу имеются полустёртые авторские подпись и дата: Geo Dawe RA pinxit 1823; он также написан до получения Желтухиным звания генерал-адъютанта. Этот портрет находился в собственности великого князя Михаила Павловича и до 1894 года хранился в Михайловском дворце. После выкупа Михайловского дворца в казну и устройства в нём Русского музея, этот вариант портрета П. Ф. Желтухина оказался в особняке графини Карловой, после Октябрьской революции был национализирован и в 1923 году передан в Эрмитаж[10].
Макаров В. К. Джордж Доу в России // Государственный Эрмитаж. Труды Отдела западноевропейского искусства. — Л., 1940. — Т. 1. — С. 182.
Михайловский-Данилевский А. И. Император Александр I и его сподвижники в 1812, 1813, 1814, 1815 годах. Военная галерея Зимнего дворца. — СПб.: В типографии Карла Крайя, 1847. — Т. 3.
Подмазо А. А. Образы героев Отечественной войны 1812 года: Военная галерея Зимнего дворца. — М.: Русские витязи, 2013. — 864 с. — ISBN 978-5-903389-62-9.
Ренне Е. П. Государственный Эрмитаж. Британская живопись XVI—XIX веков: Каталог коллекции. — СПб.: Изд-во Государственного Эрмитажа, 2009. — 416 с. — ISBN 978-5-93572-376-7.