Situata al piano nobile ai lati del salone del Parlamento, la pinacoteca raccoglie in 14 sale, dipinti provenienti da chiese, case e palazzi della regione, così da permettere al visitatore di seguire con sufficiente agevolezza l'evoluzione dell'arte nella zona, specie nel periodo dal XV al XVIII secolo. Tra gli artisti presenti si segnalano: Giambattista Tiepolo, Nicolò Grassi, Antonio Carneo, Pellegrino da San Daniele, il Pordenone, Andrea Bellunello e Pomponio Amalteo.

Nel marzo del 2007 è stata restituita da Venezia, dopo una lunga contesa istituzionale tra i due comuni (con una raccolta di firme a favore della restituzione), la tela di Vittore Carpaccio Cristo tra quattro angeli con gli strumenti della Passione, realizzata nel 1496 per la chiesa di San Pietro Martire.