Dal 1932 la Pinacoteca Nazionale di Siena ha sede nel trecentesco Palazzo Buonsignori, in Via San Pietro. Essa deriva dalla raccolta che l'abate Giuseppe Ciaccheri iniziò alla fine del Settecento, e che fu poi arricchita da vari lasciti e donazioni: attualmente comprende opere della pittura senese dal XII al XVII secolo. La scuola pittorica senese si distingue da quella fiorentina per una persistente adesione alla tradizione bizantina fino a tutto il Duecento; durante tutto il Quattrocento è caratterizzata da un’originale e raffinata interpretazione del linearismo gotico.
Tra i moltissimi capolavori ospitati nella Pinacoteca, spiccano per valore artistico ed importanza: la Madonna dei francescani di Duccio Buoninsegna, che possiede grand’eleganza formale; la Madonna con Bambino di Simone Martini, la cui affinità con i pittori gotici d’Oltralpe si rivela nell’estrema raffinatezza del tratto; La Città sul Mare e Il Castello in Riva al Lago, primissimi esempi di pittura paesaggistica in Europa, di Ambrogio Lorenzetti; la Annunciazione, sempre di Ambrogio Lorenzetti, che dimostra una singolare concezione prospettica legata all'esperienza di Giotto; la predella con le Storie dell'Ordine dei Carmelitani di Pietro Lorenzetti, anch'egli fortemente influenzato da Giotto.
Dal 1977 la Pinacoteca custodisce la collezione Spannocchi, formata da dipinti di maestri nordici e fiamminghi, fra i quali il Dürer. Nello stesso anno la Pinacoteca ha inaugurato la Sala delle Sculture, che raccoglie sculture di maestri locali del XIV-XV secolo, alcune delle quali non erano mai state esposte prima. La sala di esposizione è stata ricavata nella loggia del primo piano ed è arredata con sedie e tavoli. Si può così sostare per ammirare la splendida vista sulla città, prima di continuare la visita al museo con le bellissime stanze dedicate al Beccafumi.