Национальная художественная галерея Болоньи вместе с Академией изящных искусств расположена на территории бывшего иезуитского монастыря и церкви Святого Игнатия, построенной между 1728 и 1735 годами по проекту болонского архитектора Альфонсо Торреджиани (итал. Alfonso Torreggiani). Идея создания публичного музея для хранения художественных ценностей города был сформулирована самым прославленным болонцем века, знаменитым Кардиналом Ламбертини, который стал Папой в 1740 году, взяв имя Бенедикта XIV. Кардинал Ламбертини задумал построить "галерею, которая превосходила бы все другие роскошные галереи, которыми восхищались по всей Европе, и содержала бы все самые великолепные панно с алтарей наших церквей самых знаменитых художников, выкупить их и спасти от повреждений, как мы оплакивали другие, теперь разрушенные и сломленные". После того как наполеоновские войска вошли в Болонью в 1796 году и распустили религиозные ордена, Академия Клементина, получившая новое название Академии изящных искусств, начала собирать многочисленные святыни из запрещённых организаций; потребность в больших помещениях привела в 1803 году к переезду из Академии Палаццо Поджи, ставшего резиденцией Университета, в соседний комплекс бывшего иезуитского монастыря Святого Игнатия.
Во внутреннем дворе имеется колодец из песчаника, построенный в 1587 году Франческо Моранди (итал. Francesco Morandi), известного как Террибилия, и перенесенный сюда в 1886 году из Дворца коммуны по случаю проведения в нём строительных работ.
Вход в Пинакотеку находится по адресу Via Belle Arti 56, отсюда посетители попадаот в вестибюль, где в конце которого расположена билетная касса и гардероб. Парадная лестница сделана справа и на центральной стене можно видеть "Брачный праздник в Кане" Гаэтано Гандольфи (Gaetano Gandolfi), написанный в 1775 году для трапезной монастыря Сан-Сальваторе. Лестница в два пролета ведёт в галерею.
Эта лестница построена в помещении, служившем ранее капеллой монастыря, что является результатом организации здания и приспособления к функциям музея, созданного в 1960-х годах под руководством архитектора Леоне Панкальди (итал. Leone Pancaldi). Фреска, изображающая Славу Святого Игнатия, основателя Ордена Иеезуитов, работы художника-иезуита Джузеппе Барбьери (итал. Giuseppe Barbieri), последователя Андреа Поццо (итал. Andrea Pozzo), до сих пор видна на своде потолка, чтобы напоминить первоначальное назначение комнаты.
Краеугольным камнем коллекции являются работы, поступившие из болонских церквей и монастырей, закрытых в эпоху Наполеона; таким образом, предпочтение отдано болонской и эмилианской школе живописи в период её расцвета четырнадцатого века с Витале да Болонья до живописи восемнадцатого века Гандольфи. Искусство семнадцатого века играет доминирующую и характерную роль в коллекции, представленной шедеврами Людовико, Агостино и Аннибале Карраччи, а также величием, признанных во всем мире мастеров Гвидо Рени и Гверчино. При этом, нет недостатка в фундаментальных свидетельствах о работах неболонских художников, таких как Джотто и Рафаэль, у которых не было прямых контактов с городом.
