La Pinacothèque est située non loin de Le Due Torri (les deux tours, symboles de Bologne), à ​​l'intérieur de l'ancien Noviziato Gesuita di Sant'Ignazio, un lieu construit dans la seconde moitié du XVe siècle pour accueillir les jeunes une partie de la Compagnie de Jésus.
En plus de la Pinacothèque, le bâtiment accueille également l'Accademia delle Belle Arti et Sopraintendenza per il Patrimonio Storico Artistico ed Etnoantropologico, comprenant ainsi des expositions et des activités de sauvegarde, de préservation ou de recherche liées au patrimoine historique et culturel.
En 1762, Monseigneur Francesco Zambeccari a fait don de certains de ses tableaux du XVIe siècle à l'Accademia Clementina, provenant de la prestigieuse Accademia dei Desiderosi, créée par la famille Carracci en 1582, donnant ainsi naissance à la collection.
À partir de 1803, l'Accademia Clementina est remplacée par l'Accademia di Belle Arti, devenant ainsi Quadreria et acquérant son patrimoine artistique, enrichi par la suite par d'autres dons.
Après la suppression de l'Institution par les troupes napoléoniennes, les œuvres d'art les plus importantes sont envoyées à Paris et à Milan (au Musée Napoléon et à la future Accademia di Brera, respectivement), où elles sont conservées jusqu'à la chute du L’Empire français, lorsqu’ils furent transportés à leur ancienne place, la Quadreria, connue plus tard sous le nom de Pinacothèque
Ainsi a été créée la base actuelle de la collection. Le premier catalogue de 274 peintures remonte à 1827.
Grâce à cet enrichissement, la Pinacothèque bolognaise, déjà prestigieuse pour son patrimoine religieux, a acquis de nombreuses œuvres d'art pour laïcs et aristocrates complétant ainsi son itinéraire artistique du XIVe au XIXe siècle et devenant ainsi l'une des plus importantes collections artistiques d'Europe.
La Pinacothèque de Bologne est maintenant considérée comme l'une des galeries nationales les plus modernes et les plus importantes. Elle a été inaugurée en 1885, après avoir été scindée par l'Académie.
L'exposition s'articule autour de différentes sections réparties selon les écoles: l'itinéraire propose des œuvres d'art datant des XIVe et XVe siècles (Vitale da Bologna, etc.), de la Renaissance (Raffaello, Perugino, Tintoret, etc.), le maniérisme (Giorgio Vasari, Bartolomeo Cesi, etc.), y compris les peintures grand format du XVIe siècle.
Pinacoteca a été entièrement rénové en 1997 et accueille actuellement, outre 30 salles d'exposition, la Sale della Belle Arti et des salles très modernes au sous-sol, grâce auxquelles le bâtiment peut accueillir des expositions temporaires de moyenne et grande envergure, didactique activités, séminaires et conférences.