De Palatijnse Galerij bevindt zich in de linkervleugel en heeft de eer de belangrijkste galerij van het Pitti-paleis te zijn. De Galerij huisvest een prachtige collectie van meer dan 500 schilderijen uit voornamelijk de Renaissance die deel uitmaakten van de privécollecties van de Medici-familie. Enkele van de iconische kunstenaars die in de schilderijencollectie voorkomen zijn Pietro de Cortona, Titiaan, Peter Paul Rubens, Raphel en Corregio.