La galleria, istituita nel 1895 unendo le collezioni Corsini e Torlonia, fu trasferita nel 1949 a palazzo Barberini, costruito da Carlo Maderno e Gian Lorenzo Bernini nel XVII secolo e decorato, tra gli altri, da Pietro da Cortona e Andrea Sacchi. Tra le opere della collezione si segnalano: Crocifisso di Bonaventura Berlinghieri, Madonna col Bambino di Filippo Lippi, Maddalena di Piero di Cosimo, La Fornarina di Raffaello, Giuditta e Oloferne di Caravaggio, Et in Arcadia Ego del Guercino, Enrico VIII di Hans Holbein, Vedute della campagna romana di Gaspare Vanvitelli, Anamorfosi di Jean François Niceron e Vedute di Venezia del Canaletto e sculture di Gian Lorenzo Bernini. Nel 2011 il percorso museale è stato completato con l'apertura delle sale del secondo piano restaurate e riallestite dedicate alle opere dal Barocco al Neoclassico, alcune delle quali mai esposte al pubblico; si segnalano, tra le altre, il Ritratto di Urbano VIII di Bernini, la Veduta di piazza San Marco di Canaletto, la Veduta di Villa Medici di Van Wittel nonché, in due sale dedicate, la Collezione Lemme e quella del Duca di Cervinara