A poca distanza da Piazza del Campo, in via San Pietro, l'edificio tardogotico noto come Palazzo Buonsignori ospita dal 1932 la Pinacoteca Nazionale di Siena. Le sue collezioni sono esposte in modo da proporre un itinerario completo nell'arte senese, dal Duecento al Seicento. I maestri della scuola senese si distinguevano in origine da quelli fiorentini (e, più in generale, toscani) per il persistente legame con l'arte bizantina. Più tardi, fra Trecento e Quattrocento, pittori come Simone Martini, i Lorenzetti, Duccio di Buoninsegna, Francesco di Giorgio Martini, artefici di originali interpretazioni del gotico internazionale, fecero di Siena una della capitali europee dell'arte. I loro capolavori caratterizzano la raccolta iniziata, già nel Settecento, dall'abate Giuseppe Ciaccheri e successivamente ampliatasi dal 1930, quando questa collezione divenne proprietà dello Stato italiano. Le acquisizioni più importanti risalgono al 1977, quando fu aperta la Sala delle sculture, con opere di maestri locali del XIV e XV secolo. Nello stesso anno la pinacoteca accolse anche la Collezione Spannocchi, costituita da dipinti di maestri fiamminghi tra cui Albrecht Dürer. La raccolta dei dipinti è distribuita in più di trenta sale, attraverso ben tre piani, secondo un ordine cronologico che documenta l'evoluzione degli stili e le personalità dei singoli autori. Fra le opere più ammirate e più celebri, un posto d'onore spetta sicuramente alla Madonna dei Francescani di Duccio di Buoninsegna, una piccola pala (così chiamata per la presenza di tre frati in adorazione) che ricorda le miniature gotiche francesi. Altro capolavoro è la Madonna col Bambino dipinta da Simone Martini, artista formatosi, con ogni probabilità, proprio nella bottega di Duccio. Nel ricco repertorio di opere di Bartolo di Fredi si segnala l'Adorazione dei Magi dipinta attorno al 1375, forse per la Cattedrale, che spicca per grazia e vivacità cromatica. L'itinerario fra i “primitivi” senesi comprende anche le opere di Ambrogio Lorenzetti (Città al mare e Castello sul lago, Annunciazione), Pietro Lorenzetti (Storie dell'ordine carmelitano), Giovanni di Paolo (Polittico dell'Assunta), Sassetta (Ultima Cena), Francesco di Giorgio Martini (Annunciazione), Sano di Pietro, Lippo Memmi, Domenico di Bartolo. Al primo piano sono raccolte le tele di Pinturicchio (splendida la sua Sacra Famiglia con San Giovannino, dipinta durante un soggiorno a Siena), Sodoma (Natività, Cristo alla Colonna), Beccafumi (Storie di Santa Caterina, Discesa di Cristo al Limbo, Natività della Vergine), Lorenzo Lotto (Natività), Giorgio Vasari, Andrea del Sarto, Brescianino, Vecchietta. Al terzo piano infine, nella Collezione Spannocchi spicca un San Girolamo di Albrecht Dürer.