A galeria está alojada no Palácio Barberini, construído no período 1625-1633 nas modalidades de extensão do primeiro edifício barroco anterior da família Sforza, a criação de uma estrutura com forma de H, caracterizada por um espetacular átrio em ninfeo, diafragma entre o pórtico de entrada e o jardim na parte de trás.
Na direção do trabalho participaram, entre outros, Gian Lorenzo Bernini e Francesco Borromini.

Entre suas obras é a pintura maravilhosa de Filippo Lippi, Madona entronada com Menino datada 1437.
Mais consistente, o núcleo das pinturas do século XVI, incluindo a Fornarina, o famoso retrato que Rafael fez da sua amada e obras de Andrea Del Sarto, Beccafumi, Sodoma, Bronzino, Lotto, Tintoretto, Ticiano, El Grego, para chegar a final do século XVI com a bela Judith que decapita Holofernes por Caravaggio.

O século XVII é representado por obras de Reni, Domenichino, Guercino, Lanfranco, Bernini, Poussin, Pietro da Cortona e Gaulli. A seção de obras do século XVII, está em perfeita harmonia com a decoração e arquitetura do edifício , oferecendo um rico testemunho da integridade e homogeneidade de um dos períodos mais fecundos da cultura e da arte.
A pintura do final dos séculos XVII e XVIII com obras de, entre outros, Mattia Preti , Canaletto, Batoni, Pannini, a Coleção Lemme e um raro grupo de pinturas francesas do mesmo período, a partir da coleção do duque de Cervinara, é exposta em novas salas no segundo andar do edifício.