Preaqueça o forno a 400 F (200 C).

Tempere o frango dos dois lados com sal e pimenta-do-reino moída.

Aqueça o azeite em fogo médio-alto em uma frigideira que possa ir ao forno. Coloque o frango com a pele virada para baixo na frigideira e cozinhe até dourar, cerca de 5 minutos.

Vire o frango; junte os cogumelos com uma pitada de sal à frigideira. Aumente o fogo para alto; cozinhe, mexendo os cogumelos ocasionalmente, até que encolham um pouco, cerca de 5 minutos.

Transfira a frigideira para o forno e cozinhe até ficar pronto, 15 a 20 minutos. A temperatura interna deve ser pelo menos 165 F (74 C). Transfira apenas os peitos de frango para um prato e cubra frouxamente com papel-alumínio; reserve.

Coloque a frigideira no fogão em fogo médio-alto; cozinhe e mexa os cogumelos até que comecem a formar resíduos dourados no fundo da panela, cerca de 5 minutos. Despeje água na frigideira e leve à fervura, raspando os resíduos dourados do fundo da panela. Cozinhe até que a água seja reduzida pela metade, cerca de 2 minutos. Retire do fogo.

Misture quaisquer sucos acumulados do frango na frigideira. Acrescente a manteiga à mistura de cogumelos, mexendo constantemente até que a manteiga esteja completamente derretida e incorporada.

Tempere com sal e pimenta. Coloque o molho de cogumelos sobre o frango e sirva.