La pintura sobre tabla de Pietro da Rimini y Taddeo Faddi, todavía pintores medievales, inicia un recorrido que recorre el Quattrocento y el Cinquecento. La serenidad de la Virgen María de Fra Angelico y la Natividad de Bernardino Butione muestran la evolución del arte italiano hasta Tiziano, quien marca la culminación en las salas del museo con la Virgen y el Niño y el Retrato de Antonio Anselmi.

Seguimos hacia el barroco europeo: La presentación del Niño en el Templo, de Ludovico Carracci, da paso a la Virgen y el Niño con Santa Isabel y San Juanito, de Rubens. Veleros, de Ruysdael, es testigo del nacimiento del paisajismo holandés del siglo XVII. La Santa Marina de Zurbarán y el estudio-retrato de Mariana de Austria, del taller de Velázquez, representan a la pintura del Siglo de Oro español.

En el siglo xviii los venecianos Tiepolo, Piazetta y Canaletto fueron los autores de la mejor producción en la ciudad de la laguna. Sin embargo, la familia Thyssen-Bornemisza también se fija en el intimismo de Amorosi y el carácter social de Tres mendigos, de Giacomo Ceruti. Cierra este repaso a seis siglos de arte el imprescindible espacio dedicado a los artistas septentrionales del siglo XVI, con retratos y obras religiosas de Cranach, Wertinger, Mielich y Apt.