Образ Спаса Нерукотворного считается главной и древнейшей святыней Саратова. Он пребывает здесь с момента основания города. Предположительно, первоначально икона представляла собой воинскую хоругвь, по преданию, принесенную из Москвы стрельцами, которые несли службу в этих краях.
По манере исполнения образ близок иконам работы известного мастера Симона Ушакова (1626 – 1686), в частности, иконе Спаса Нерукотворного из Свято-Троицкой Сергиевой Лавры. Поля иконы были покрыты левкасом (специальным веществом, составляющим основу, на которую наносится красочный слой) в XIX веке, убрус (плат, на котором отпечатался лик Христов) написан в XVIII веке, а самым древним изображением на иконе является сам лик Спасителя. По словам реставратора Б. Криницына, саратовская икона представляет собой «величественный образ пронзительной силы».
В XIX – начале XX века образ прославился многочисленными чудесами и был окружен исключительным почитанием. После закрытия Свято-Троицкого собора Саратова в 1934 году икона была изъята и передана в Саратовский краеведческий музей. Но уже в 1942 году собор вновь был открыт, и с этого времени образ пребывает в его нижнем, Успенском, храме, в киоте справа от алтаря. С середины 1950-х годов по средам перед образом Спасителя читается акафист Иисусу Сладчайшему.