Il grande maestro veneto è rappresentato da un'ampia antologia di ritratti, da quello del Cavaliere di Malta (1510 circa), a quelli dei duchi di Urbino Francesco Maria della Rovere e Eleonora Gonzaga, fino al Ritratto di Ludovico Beccardelli del 1552. Opera celeberrima è la Venere d'Urbino, di raffinata sensualità evidenziata dalla piena plasticità del colore che dà corpo al volume corporeo della dea. Sempre a tema mitologico sono i dipinti della Flora e della Venere con cupido (1550 circa). Completano la sala anche alcune notevoli opere di Palma il vecchio, come la Sacra Famiglia con san Giovannino e la Maddalena, del 1515 circa. Il suadente stile di Sebastiano del Piombo è illustrato dalla Morte di Adone e da un Ritratto di donna.