La visite débute au premier étage avec le chef-d'oeuvre du musée : le Saint Sébastien d'Andrea Mantegna. Si l'artiste a traité le sujet sur deux autres toiles, la version de la Galleria Franchetti, bien que restée inachevée, est la plus dramatique. Le grand portego s'ouvre sur le Grand Canal par une belle loggia et présente une collection particulièrement riche où s'illustrent Vittore Carpaccio, Luca Signorelli, Jacopo del Sellaio mais aussi Titien, le Tintoret et Van Dyck.