Sede della corte granducale a Pisa, il Palazzo fu commissionato da Francesco I de’ Medici e realizzato tra il 1583 e il 1587 dal poliedrico architetto e artista di corte Bernardo Buontalenti.
L’imponente sala degli arazzi racconta la nascita e la fortuna dell’arazzeria medicea, fondata a Firenze da Cosimo I, e l’importanza della produzione tessile in Toscana. Lo splendido abito in velluto cremisi, con passamanerie in seta e filo d’oro, documenta lo stile spagnolo importato alla corte medicea da Eleonora di Toledo, della quale il museo espone anche il ritratto con il figlio Francesco, opera del Bronzino. Una ricca collezione di ritratti di corte conduce attraverso la storia delle tre dinastie che abitarono il palazzo – Medici, Lorena e Savoia – con opere di importanti artisti, tra i quali Alessandro Allori, Giusto Suttermans, Antonio Franchi, Antonio Cybei.
Di particolare rilievo sono la ricca raccolta degli armamenti antichi del Gioco del Ponte, con pregevoli pezzi di fattura lombarda, e le numerose collezioni private pervenute al museo con opere come il Miracolo dei due Impiccati del giovane Raffaello, la Rebecca al Pozzo di Rosso Fiorentino e l’Amor sacro e l’amor profano attribuito a Guido Reni. Tra i lasciti più importanti, la quadreria del chirurgo Antonio Ceci con artisti italiani e fiamminghi – tra i quali il Francia, Pieter Brueghel il Giovane, Bernardo Strozzi, Alessandro Magnasco – e la sua eccezionale raccolta di ritratti in miniatura, medaglie, maioliche, porcellane, bronzetti e disegni.
Il percorso museale si completa con la ricca gipsoteca di Italo Griselli, tra i maggiori scultori italiani della prima metà del Novecento, e la collezione privata di Sua Maestà con dipinti e sculture di artisti di primo piano come Amedeo Bocchi, Felice Casorati, Giovanni Costetti, Emilio Longoni, Melchiorre Melis, Renato Natali, Joaquín Sorolla y Bastida, Raul Viviani, Adolfo Wildt.
