Depuis plus d'un siècle, la Pinacothèque municipale de Città di Castello est située dans le palais Vitelli alla Cannoniera, un splendide complexe de la Renaissance qui doit son nom à la proximité d'une fonderie de canons. Il s'agit de la plus riche des 5 résidences urbaines de la puissante famille Vitelli, alliée des Médicis de Florence, qui gouverna cette ville à plusieurs reprises entre le XVe et le XVIe siècle. Le bâtiment, érigé dans la première moitié du XVIe siècle, donne sur un beau jardin avec une façade décorée de graffitis sur un dessin de Giorgio Vasari. L'escalier intérieur longe des fresques d'une valeur symbolique complexe, avec Apollon et les muses, d'anciens sages, des sibylles et des empereurs, œuvres de Cola dell'Amatrice et Cristoforo Gherardi. Le contenu est encore plus fascinant que le contenant : dans les salles est exposée ce qui, de l'avis de beaucoup, est la deuxième collection d'art ombrien après la collection de la Galerie nationale de Pérouse. Le grand protagoniste est Luca Signorelli, actif à Città di Castello entre 1475 environ et le début du XVIe siècle, représenté par plusieurs œuvres. L'autre star des collections, bien que son état de conservation ne soit pas parfait, est la bannière de la Sainte Trinité de Raphaël, une œuvre de jeunesse que certains critiques situent en 1499 et d'autres en 1504 : parmi les peintures réalisées par Raphaël à Città di Castello, c'est la seule qui est restée sur place. Il s'agit d'une bannière destinée à être portée en procession, représentant d'un côté la Crucifixion et les saints Rocco et Sébastien, de l'autre la Création d'Eve : aujourd'hui, les deux côtés sont exposés l'un à côté de l'autre. Le musée abrite également un précieux reliquaire de 1420 attribué à Lorenzo Ghiberti.