La raccolta, iniziata da Camillo Pamphilj nel XVII secolo e tuttora collocata nel palazzo di famiglia, rappresenta una delle più cospicue collezioni d'arte private romane. Riallestita nel 1996 rispettando i criteri adottati nel XVIII secolo, la galleria conserva capolavori come il Ritratto di Innocenzo X di Diego Velázquez, il Doppio ritratto di Raffaello, S. Girolamo, Pietà e Fuga in Egitto (Lunetta Aldobrandini) di Annibale Carracci, Erminia ritrova Tancredi del Guercino, il Riposo nella fuga in Egitto e la Maddalena penitente del Caravaggio, il S. Girolamo e Ritratto di gentildonna di Lorenzo Lotto, Erodiade opera giovanile di Tiziano, Venere, Marte e Cupido di Paris Bordon, Donna che suona la viola di Andrea Solario, la Madonna col Bambino del Parmigianino, il Paradiso terrestre di Pieter Brüghel il Vecchio, Annunciazione di Filippo Lippi e Allegorie delle stagioni e degli elementi di Jan Brüghel il Vecchio. La collezione è inoltre arricchita da sculture di Alessandro Algardi, François Duquesnoy e Gian Lorenzo Bernini (Busto di Innocenzo X), da arazzi della manifattura dei Gobelins e dagli arredi d'epoca distribuiti nelle vaste sale