Die Palatina-Galerie befindet sich im linken Flügel und hat die Ehre, die Hauptgalerie des Palazzo Pitti zu sein. Die Galerie beherbergt eine reizvolle Sammlung von über 500 Gemälden, die hauptsächlich aus der Renaissance stammen und Teil der privaten Sammlungen der Familie Medici waren. Einige der ikonischen Künstler, die in der Gemäldesammlung vertreten sind, sind Pietro de Cortona, Tizian, Peter Paul Rubens, Raphel und Corregio.