Im Jahre 1784 begründete der Grossherzog Leopoldo di Lorena diese Galerie, die einige Skulpturen von Michelangelo sowie eine repräsentative Pinakothek weniger bekannter florentinischer Maler aus dem 13. bis 19. Jahrhundert vereint.

Zu den bekanntesten Skulpturen Michelangelos, die hier zu bewundern sind, gehören der berühmte David und die Vier Sklaven, Statuen, die einst für das Mausoleum von Papst Julius II in Rom geschaffen, jedoch nie vollendet wurden. Ursprünglich befand sich die Davidsstatue vor dem Palazzo Vecchio und zu Beginn des 16. Jahrhunderts symbolisierte sie die Freiheit der florentinischen Republik.

Im letzten Jahrhunderts wurde sie jedoch ins Innere der Akademie gebracht und an ihrer Stelle auf der Piazza della Signorina eine Kopie aufgestellt.

Neben den Sklaven befindet sich die unvollendete Statue des Heiligen Matthäus, eines der poetischsten Werke Michelangelos, und die Pietà von Palestrina, ein dramatisches Werk, das aus einem grossen Stück eines antiken römischen Kranzgesims entstanden ist. In den angrenzenden Sälen befindet sich die wichtigste Pinakothek der Stadt nach den Uffizien und dem Palazzo Pitti mit primitiver Malerei und Bildern florentinischer und toskanischer Künstler des 14. und 15. Jahrhunderts.