La Pinacoteca espone la più completa collezione di fondi oro del Tre e Quattrocento senese.
Il primo nucleo di opere fu raccolto alla fine del Settecento grazie alla passione di eruditi locali, gli abati Ciaccheri e De Angelis, che vollero salvare il patrimonio dalla dispersione, e si è poi accresciuto nel secolo successivo con importanti donazioni.
Dalla sua apertura nel 1932 il museo ha sede nei palazzi Buonsignori e Brigidi dove un percorso cronologico accompagna il visitatore attraverso la storia della pittura senese con opere dei suoi maggiori protagonisti.
Il secondo piano è dedicato ai capolavori di Duccio, Simone Martini, dei fratelli Pietro e Ambrogio Lorenzetti, il Quattrocento di Giovanni di Paolo e Sano di Pietro e degli artisti più sensibili al rinascimento come Sassetta, Vecchietta, Matteo di Giovanni e Francesco di Giorgio Martini.
Al primo piano è testimoniata l’evoluzione artistica verso il manierismo compiuta grazie all’apporto di Domenico Beccafumi, che troviamo ampiamente rappresentato insieme ai contemporanei Sodoma, Riccio, Marco Pino, Brescianino.
Il percorso si conclude con una sezione dedicata al Seicento senese.
Il cortile rinascimentale, dove si trovano le scale di accesso ai piani, è circondato per tre lati da un portico con una cisterna al centro. Nel cortile si può ammirare un sarcofago figurato romano e un’urna etrusca. Una delle incorniciature marmoree cinquecentesche mostra un’iscrizione che la indica come proveniente dal distrutto monastero di Monteoliveto a Porta Tufi a Siena. Sul lato del cortile privo di portico si trova, entro un tabernacolo, un affresco raffigurante Cristo in Pietà di scuola senese della fine del sec. XIV.