Sotto le volte decorate da Pietro Da Cortona e da Volterrano sono disposte tutte quelle opere, appartenenti alle collezioni medicee e granducali, che per motivi di spazio non fu possibile conservare agli Uffizi e che oggi costituiscono, nel loro insieme, l’esempio più rappresentativo di Galleria sei-settecentesca, dal carattere decorativo e spettacolare. L’allestimento non segue un criterio per scuole pittoriche, ma di simmetria e armonia generale, cui contribuiscono le elaborate cornici dorate e intagliate. Si tratta in massima parte di capolavori italiani ed europei databili tra XVI e XVII secolo. Vi è conservato il nucleo più cospicuo di opere di Raffaello (11) e di Andrea del Sarto (18).