La pinacoteca offre una panoramica della pittura europea dal Cinquecento al Settecento, con una grande prevalenza di pittori genovesi, fiamminghi, francesi, spagnoli. Sono esposti dipinti cinquecenteschi di Paolo Caliari detto il Veronese, Filippino Lippi, Giorgio Vasari, Luca Cambiaso e un'importante documentazione della pittura fiamminga e olandese dal XVI al XVIII secolo, tra i quali si possono ritrovare opere di Pieter Paul Rubens, Antoon Van Dyck e Gerard David. Tra gli autori francesi e spagnoli del Sei-Settecento vi sono Francisco de Zurbaran, Bartolomè Esteban Murillo, Jose de Ribera e Simon Vouet.

L'attività dei pittori genovesi del XVII e XVIII secolo è documentata tra gli altri dalle opere del Grechetto, Bernardo Strozzi, Valerio Castello, Domenico Piola e dei figli Anton Maria e Paolo Gerolamo, Gregorio De Ferrari e Alessandro Magnasco. É presente inoltre dal 2009 la celeberrima scultura di Antonio Canova, la Maddalena penitente, che si trovava nel Museo di Sant'Agostino e che è stata collocata nell'ultima sala della galleria che si trova nell'adiacente Palazzo Tursi, che accoglie le ultime sale della galleria.