Il Palazzo, commissionato da Francesco I de’ Medici e costruito tra il 1583 e il 1587, si affaccia sui lungarni. Sul retro, due vistosi arconi collegano un lato alla chiesa di San Nicola e l’altro alla Casa delle Vedove, risalente al Duecento. Attualmente, ospita anche la Soprintendenza ed è sede del museo, le cui sale del piano nobile documentano l’estenuante ricerca della bellezza attuata da classi dominanti, dai Medici ai collezionisti borghesi del Novecento. Esso offre arazzerie e arredi usati per l’ornamento del palazzo, tra cui i ritratti di illustri membri della famiglia, molti dei quali provenienti dalla collezione dell’Ordine dei Cavalieri di Santo Stefano. Di particolare pregio sono le effigi di Eleonora di Toledo, moglie di Cosimo I de’ Medici, opera del Bronzino, e quella di Cosimo raffigurato con le insegne granducali, copia del fiammingo Iustus Sustermans. Inoltre, sono presenti una copia dell’opera di Alessandro Allori raffigurante Ferdinando de’ Medici in veste di cardinale, oltre ai ritratti monumentali dei granduchi, e altre opere del Ferretti e del Tempesti di membri della casata lorenese che ha sostituito i Medici nel governo della Toscana e di due re sabaudi, Vittorio Emanuele II e Umberto I. La raccolta degli armamenti antichi del Gioco del Ponte è costituita da più di 900 pezzi di fattura lombarda, databili tra il XV e il XVIII secolo. Tra le collezioni private si segnalano Rebecca al pozzo di Rosso Fiorentino, il Miracolo dei due impiccati di Raffaello, parte della predella del Trittico di San Nicola da Tolentino, opere di Francesco e Luigi Gioli e il ricchissimo lascito del chirurgo Antonio Ceci, che comprende dipinti italiani e fiamminghi, miniature su avorio, medaglie, porcellane, bronzetti e disegni. Tra le più recenti acquisizioni figurano i dipinti di Plinio Nomellini, Spartaco Carlini, Galileo Ghini, Mino Rosi e Gianni Bertini. Infine, il percorso museale si conclude con la gipsoteca e le opere di Italo Griselli, uno dei più grandi scultori-ritrattisti italiani della prima metà del Novecento.