La Galleria nazionale delle Marche ospitata nel Palazzo Ducale, conserva le opere più importanti del Rinascimento italiano.
Nell'ala orientale dell’edificio si trova l' appartamento della Jole dove è ospitato l’alcova di Federico da Montefeltro realizzato da Giovanni da Camerino, e risalente al ‘400.
Segue l’appartamento dei Melaranci, caratterizzato da tre sale, in cui si conservano le opere del basso medioevo, tra le quali citiamo i polittici raffiguranti la “Madonna col Bambino” e le “Storie della vita di Gesù” eseguiti da Giovanni Baronzio.
Dopo aver oltrepassato l’appartamento degli Ospiti, dove sono custodite le sculture lignee e gli stucchi raffiguranti gli stemmi dei Montefeltro, si giunge nell’appartamento del duca Federico.
Qui è conservata la famosa opera della “Flagellazione” di Piero della Francesca, oltre ad un’altra sua opera intitolata la “Madonna di Senigallia” .
Segue lo studiolo del duca Federico, decorato da stucchi sulla volta e legno intagliato lungo la fascia inferiore.
Proseguendo si giunge nell’appartamento della Duchessa dove si trovano le opere di Raffaello (Ritratto di gentildonna e S.Caterina di Alessandria), Tiziano (L'Ultima Cena), risalenti al Cinquecento..
Al secondo piano è situato l’appartamento roveresco, dal nome di colui che ne fu l’ideatore, ossia Guidobaldo della Rovere.
al suo interno sono custodite le opere di artisti della prima metà del XVII secolo, tra cui di Federico Barocci.
I sotterranei del palazzo ducale, mentre, accoglievano la scuderia, le cucine, i bagni, e le cantine.