Le Palais Barberini abrite, avec la Galerie Corsini, la Galerie nationale d'art ancien de Rome. Avec plus de 5 000 œuvres d'art, dont des peintures, des sculptures, des croquis et des arts décoratifs, la collection de la Galerie nationale s'étend du XIIIe au XVIIIe siècle, documentant tous les principaux courants artistiques italiens, des Giotto de Rimini au maniérisme romain tardif, des Caravage au XVIIIe siècle vénitien et napolitain. Parmi les œuvres les plus suggestives, on trouve certainement la Fornarina de Raphaël, un tableau réalisé entre 1518 et 1520 qui représente en effet la Trasteverine Margherita Luti, très aimée de Raphaël. Ensuite, la «Judith décapitant Holopherne » (vers 1602) du Caravage, le «Mariage mystique de sainte Catherine » (1524) de Lorenzo Lotto et «Vénus et Adonis » (1560) du Titien.