Palazzo Barberini został zbudowany przez wolę Maffeo Barberini, przyszłego papieża Urbana Ósmego (1623-44). Został zaprojektowany przez Carlo Maderno i zbudowany na istniejącej wcześniej Villa Sforza. Po śmierci Maderno nadzór nad pracami powierzono Gianowi Lorenzo Berniniemu, który zaprojektował werandę, klatkę schodową o wielkiej powierzchni, centralną salę i przylegającą eliptyczną halę. Francesco Borromini współpracował również przy pracach, realizując spiralne schody z podwójnymi kolumnami.

Sklepienie wielkiej sali autorstwa Berniniego zostało ozdobione freskami autorstwa Pietro da Cortona, reprezentującego alegoryczny temat Triumfu Boskiej Opatrzności, aby uczcić rodzinę Barberini. W 1949 roku pałac został zakupiony przez państwo, by stać się nową lokalizacją Narodowej Galerii Sztuki Starożytnej.

Obrazy z kolekcji pochodzą z około 1445 roku i pochodzą głównie z połączenia zbiorów rzymskich rodów szlacheckich (Torlonia, Chigi, Sciarra i Barberini). Prace pochodzą ze szkół toskańskich, rzymskich, neapolitańskich, weneckich, francuskich i flamandzkich i obejmują okres od XII do XVIII wieku. Główni autorzy to Filippo Lippi (Madonna na tronie z Dzieciątkiem), Rafael (La Fornarina), El Greco (Chrzest Chrystusa), Tintoretto (Chrystus i cudzołożnica), Tycjan (Wenus i Adonis), Guercino (Biczowanie Chrystusa) , Caravaggio (Judith ścina Holofernesa, Narcisus), Mattia Preti (Zmartwychwstanie Łazarza) i Guido Reni (żałoba Magdaleny). Eksponowane są również przedmioty pochodzące z dawnego Przemysłowego Muzeum Artystycznego, rozebrane w czasie II wojny światowej, w tym niezwykłe kolekcje okularów, majolików i tkanin.