Музей находится в похожем на крепость Дворце Барджелло (1255), который долгое время был резиденцией военных и судебных властей.
Дворец Барджелло имеет вид мощной суровой крепости с башней и бойницами. Со временем здесь разместились глава исполнительной и судебной власти), затем - Совет правосудия. В 1574 году дворец стал принадлежать капитану полицейской стражи (Барджелло).
Снаружи здание разделено на три части. Окна имеют различную форму: в верхней части здания - одинарные или парные, внизу - с ригелями. Верх здания украшен выступающим зубчатым карнизом, образованным небольшими арками и консолями.
Живописная открытая лестница, построенная в XIV веке архитектором Нери ди Фьораванте, ведет в верхнюю Лоджию работы Тоне ди Джованни (1319 г.). Стены Двора покрыты множеством гербов правителей города и верховных судей. С 1859 года
Дворец стал Национальным музеем (одним из самых известных в мире), где хранятся скульптуры эпохи Возрождения, а также шедевры искусства других эпох.
Внутренний двор ведет в Зал с коллекцией скульптуры XIV века. Здесь можно выделить группу Тино да Камаино «Мадонна с младенцем и ангелом», а также «Мадонну с младенцем» венецианской школы. Не меньший интерес представляют «Основание кропильницы» работы Николы Низано и «Мадонна между Святыми Петром и Павлом» Джованни Низано. В Зале под открытой лестницей находятся замечательные произведения Микеланджело: «Вакх» (1496 г.) - ранняя работа мастера; большой круглый рельеф Тондо Пипипи «Мадонна, обучающая чтению Иисуса и Иоанна Крестителя».
Здесь также представлены работы скульпторов Амманнати, Джамболоньи (включая его знаменитого Меркурия, 1564 г.), Триболо, Данти, Франкавиллы и Сансовино, который, полемизируя с Микеланджело, изваял своего «Вакха». В этом же зале находится бронзовый бюст Козимо 1, выполненный скульптором Челлини.
Открытая лестница ведет в Лоджию, украшенную произведениями искусства XVI века. Первый зал справа, бывший когда-то Залом заседаний Большого Совета, в настоящее время называется Салоном Донателло. В нем собрано множество скульптур талантливого мастера. Среди них «Св. Георгий (1416г.) и юный Св. Иоанн»; две скульптуры Давида в мраморе (1408 г.) и в бронзе (1430 г.) - первая, необычайно изящная, обнаженная скульптура раннего Возрождения; Марцокко - символ города (изображение льва на гербе Флоренции), и, наконец, бронзовый Амур-Аттис - живое дыхание античного искусства.
Кроме работ других скульпторов, таких как Лука делла Роббиа, Гиберти, Веккьетта и Агостино ди Дуччио, в зале хранятся также медальоны, выполненные Гиберти и Брунеллески в 1402 году в рамках конкурсного проекта (всего было шесть соискателей) для вторых ворот флорентийского Баптистерия.
Из Салона можно пройти в Зал, где представлена коллекция декоративного искусства, полученная из собрания Карранда. В Салоне дель Подеста хранятся ювелирные изделия и эмали от средних веков до XVI века, а также печати и изделия из металла.
В соседней Капелле дель Подеста, где приговоренные к смерти проводили свои последние часы, можно видеть фрески школы Джотто: Рай, Ад и сцены из жизни Святых. На этом же этаже находятся также Зал изделий из слоновой кости; Зал ювелирных изделий и Зал майолик.
На втором этаже расположены другие залы, посвященные великим мастерам: Зал Джованни делла Роббиа, в котором находится множество работ мастера, включая нижнюю часть кафедры с изображением Христа и Святых, Св. Доменика, Пьеты и Благовещения.
В Зале Андреа делла Роббиа выставлены: Мадонна архитекторов и другие работы из глазурованной терракоты. В Зале Веррокьо, кроме его собственных работ, таких как Воскресение, бюст молодой женщины. Мадонна с младенцем, бронзовая статуя Давида и других, представлено также несколько бюстов и скульптур Мино да Фьезоле, и скульптурная группа Геркулес и Антей Поллайоло.
Образцы бронзовой скульптуры представлены в Зале Бронцетти с камином из Дома Боргерини, выполненным Бенедетто Роведзано; в Оружейном зале можно познакомиться с различными видами оружия. И, наконец. Зал башни с коллекцией гобеленов и Зал коллекции медалей Медичи, где представлены работы таких художников как Пизанелло, Челлини, Микелоццо и других.
