La Pinacoteca nascque nel 1836 quando per frenare la dispersione del patrimonio artistico locale il comune acquistò un gruppo di opere e le espose in una sala municipale. La collezione fu accresciuta con successive acquisizioni e trasferita nell'attuale sede del Palazzo dei Diamanti.
Con il passaggio allo stato avvenuto nel 1958 la Pinacoteca Comunale divenne Pinacoteca Nazionale.

La collezione della Pinacoteca comprende:

Cristoforo da Bologna
- Crocifissione
- Deposizione

Simone dei Crocifissi
- Sogno della Madonna
- Incoronazione della Vergine

Cosmè Tura
- Storia di San Maurelio

Vicino da Ferrara
- San Giovanni

Antonio Aleotti da Argenta
- Cristo morto sorretto da due angeli

Michele Pannonio
- San Lodovico da Tolosa
- San Bernardino da Siena

Ercole de' Roberti
- Pietà
- Madonna con due vasi di rose

Vittore Carpaccio
- More della Vergine

Francesco Zaganelli
- San Sebastiano

Dosso Dossi
- Strage degli Innocenti
- Adorazione dei Magi
- Riposo in Egitto

Garofalo
- Presepe e un pastore
- Madonna delle nuvole
- Madonna del riposo
- Orazione di Gesù nell'orto
- Resurrezione di Lazzaro
- Invenzione della Croce
- Madonna del pilastro
- Adorazione dei Magi
- Polittico dalla Chiesa di Sant'Andrea

Ludovico Mazzolino
- Natività con i Santi Bernardo e Alberico

Niccolò Pisano
- San Sebastiano fra i Santi Giacobbe e Giuseppe con tre donatori

Battista Dossi
- Madonna in Trono con i Ss. Gerolamo e Battista

Francesco del Cossa
- San Petronio

Gentile da Fabriano
- Madonna col Bambino

Andrea Mantegna
- Cristo che accoglie l'Animula della Vergine

Giovanni Bellini
- Adorazione dei Magi

Bartolomeo Vivarino
- San Girolamo

Giovanni da Modena
- San Domenico
- Sant'Antonio Abate