Die Galerie für Moderne Kunst befindet sich im zweiten Stock des Palazzo Pitti und wurde 1924 eröffnet. Sie besteht aus 30 prächtigen Sälen, über welche sich der Rundgang erstreckt. Hier sind hauptsächlich italienische Gemälde und Skulpturen ausgestellt, die vom späten 18. Jahrhundert bis zu den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts reichen. Noch heute wächst die Sammlung dank Schenkungen und Zukäufen. In den prunkvollen Sälen, die einst den Herzögen von Lothringen als Residenz dienten, sind Werke des Neoklassizismus und der Romantik sowie die bedeutende Gemäldegruppe der Schule der Macchiaioli („Fleckenmaler“) ausgestellt, welche zu einem Großteil aus den Sammlungen des Diego Martelli stammen. Ebenso befinden sich in der Galerie eine beachtliche Sammlung historischer Gemälde und die berühmten Landschaften der Maremma von Giovanni Fattori, dem Begründer der Macchiaioli-Künstlergruppe. Die Reise durch das 19. Jahrhundert endet mit Werken des Fin de Siècle, Symbolismus, Postimpressionismus und Divisionismus. Unter den zahlreichen vertretenen Künstlern seien F. Hayez, S. Lega, T. Signorini, G. Fattori, C. Pissarro, M. Rosso, G. Boldini, und A. Magnelli genannt.