Quasi interamente dedicata all'esposizione della quadreria, ospita alcune delle opere più significative e di maggior pregio della Repubblica.

Fra queste meritano una particolare attenzione due ancone opera di Girolamo Marchesi da Cotignola (Ravenna 1472 ca. - Roma 1540 ca.), raffiguranti l'una la Concezione con i santi Agostino e Anselmo (1512),  l'altra la Vergine in trono e i santi (1540).

La prima tavola, commissionata dai frati per l'altare della Concezione, costituisce un'opera fondamentale nella produzione dell'artista e mostra una delle più antiche raffigurazioni del Monte Titano. L'altra, realizzata dal Cotignola in un secondo tempo, contiene invece una delle prime e più efficaci raffigurazioni ideali del Santo Marino che viene ritratto mentre sorregge e dunque "protegge" la sua città.

Veramente preziose inoltre due piccole tavole a fondo oro, attribuite a Niccolò di Liberatore detto l'Alunno (1430 ca. - 1502), raffiguranti ciascuna una coppia di santi francescani e precisamente San Bonaventura e Sant'Antonio da Padova e Papa Nicolò IV e San Francesco.

Di pregevole fattura è anche la grande tavola quattrocentesca raffigurante Sant'Antonio Abate fra i santi Antonio da Padova e Agata eseguito alla maniera perugina dal pittore urbinate Timoteo Viti, maestro di Raffaello. L'ancona, che un tempo ornava uno degli altari della chiesa conventuale,  offre una delle immagini più antiche della Santa che verrà elevata al rango di compatrona della Repubblica nel 1740.

Fra gli antichi arredi del convento un raro cassone-forziere, databile al I° quarto del XVII secolo. Di solida ed essenziale fattura, palesa la sua funzione nel duplice sistema di chiusura che oltre ai chiavistelli frontali, oggi mancanti, include una ingegnosa serratura la cui apertura esige l'inserimento contemporaneo di tre chiavi, che un tempo venivano affidate a tre diversi religiosi.