Il Palazzo cinquecentesco si trova a pochi passi da Piazza Duomo; ha facciate con cornici a bugnato in pietra arenaria in cui campeggiano gli stemmi Chigi della Rovere e, sul portone d’ingresso, lo stemma Piccolomini famiglia che acquistò l’edificio alla fine del Settecento.

La costruzione del palazzo, realizzato sulla base di un progetto riferito a Bartolomeo Neroni detto “il Riccio”, fu voluta da Scipione Chigi, importante politico senese, ambasciatore delle Repubblica nel 1554-1555 durante l’assedio delle truppe imperiali e medicee e impegnato nella vita pubblica anche successivamente sotto i Medici.

Gli ambienti interni si sviluppano su due piani nobili, voluti da Scipione per garantire ai figli Cristofano e Camillo appartamenti separati, e sono decorati con stucchi e affreschi realizzati dal 1573.
Nel salone del primo piano gli affreschi di Bernard van Rantwijck (a Siena dal 1572 al 1596) raffigurano Storie e personaggi dell’Antico Testamento, oltre a immagini di Sibille e grottesche; nelle stanze laterali si trovano stucchi di Marcello Sparti (1565-1608).

Al secondo piano la decorazione ad affresco e stucco, sempre dovuta a Rantwijck e Sparti, raffigura le Storie del condottiero romano Furio Camillo, mentre nelle tele del salone, realizzate da Dirck de Quade van Ravensteyn (1565-1620) si trovano le Storie di Scipione l’Africano.

Nei due saloni e negli ambienti attigui sono inoltre esposti capolavori seicenteschi di Rutilio Manetti, Bernardino Mei e Raffaello Vanni. Oltre a essere sede espositiva il palazzo ospita gli uffici amministrativi della Pinacoteca fra cui l’archivio e la biblioteca.