Con questa sala si entra nel vivo della produzione artistica del primo Rinascimento bolognese con la Madonna col Bambino in trono fra i Santi Petronio e Giovanni Evangelista adorata dal committente Alberto Cattani detta Pala dei Mercanti, (1474) di Francesco del Cossa, che occupa l’intera parete destra.

Di fronte sono esposte una piccola tavola con San Michele Arcangelo di Ercole de’ Roberti e, sempre dello stesso artista, il prezioso frammento raffigurante Maria Maddalena piangente, unico brano superstite della famosa decorazione della Cappella Garganelli in San Pietro, iniziata dal Cossa ed ultimata da Ercole (1479-1483), poi distrutta alla fine del Cinquecento.