Le opere di Caravaggio a Firenze non sono molte, ma rappresentano bene la fase giovanile del maestro, densa di celebri capolavori fin dalle prime produzioni artistiche. Dopo avere aveuto una sala apposita fuori dal percorso del museo, fino dagli anni '80 circa non erano più visitabili per la chiusura di queste sale extra. Solo con il riallestimento in seguito al 1993 questa opere hanno trovato collocazione stabile in questa sala. Spicca sicuramente il Bacco, così disincantatamente realistico, e la Testa di Medusa, in realtà uno scudo ligneo per occasioni di rappresentanza, come i tornei. L'espressione di terrore di Medusa impressiona per la cruda violenza della rappresentazione. Sullo stesso stile è rappresentato il Sacrificio di Isacco. Tra i caravaggeschi spicca Artemisia Gentileschi (Giuditta decapita Oloferne), una delle poche donne artiste ad avere un posto importante nella storia dell'arte.

Di impronta più classica sono le opere di Annibale Carracci, qui rappresentato da una Venere (o Baccante) del 1588. Altre opere interessanti sono del Guercino (Diporti estivi del 1617), del francese Claude Lorrain (Porto con Villa Medici, 1637) e del napoletano Salvator Rosa (Paesaggio con figure).