V palatínovej galérii sa nachádza zbierka najdôležitejších diel Talianska šestnásteho a sedemnásteho storočia s neobvyklým kúzlom usporiadaním obrazov, ktoré sa svojimi bohatými rámcami umiestnili do miestností jemne zdobených štukou v štýle obrazov sedemnásteho storočia: ako staré maľby, ktoré sú historickým príkladom najdôležitejšie z Talianska, umiestnili maľby podľa kritéria dekoratívne a estetické a nie vedecké. Bol to veľkovojvoda Leopold, ktorý sa medzi koncom osemnásteho a začiatkom devätnásteho storočia rozhodol presunúť časť bohatých zbierok Medici z Uffizi do paláca Pitti z dôvodu vesmíru. Dnes je to prvé múzeum vo Florencii pre počet vystavených diel. Obsahuje diela Pontormo, Filippo Lippi, Raffaello (Madonna della Seggiola, la Velata), Tiziano (Maddalena Penitente) a Andrea del Sarto, diela florentských majstrov šestnásteho a sedemnásteho storočia a diela Caravaggio, Rubens (Le conseguenza della guerra), Van Dyck, Salvator Rosa.
