Le sale 5 e 6 ospitano capolavori di vari artisti, non solo toscani, il cui stile viene definito Gotico Internazionale. Il periodo in cui tali artisti operarono si colloca a cavallo fra il quattordicesimo ed il quindicesimo secolo.
Uno splendido esempio di questo stile è l'Adorazione dei Magi di Gentile da Fabriano, un artista marchigiano. Gentile viaggiò molto e, una volta giunto a Firenze, Palla Strozzi, un ricco banchiere fiorentino, gli commissionò l'Adorazione dei Magi per la propria cappella nella Chiesa di Santa Trinita. In questo meraviglioso dipinto, possiamo percepire l'atmosfera tipica del Gotico Internazionale: l'ampio uso di oro e l'ambientazione fiabesca dell'episodio della Bibbia.
Un altro straordinario esempio dell'eleganza cortese di questo periodo, presente nella sala, è l'Incoronazione della Vergine di Lorenzo Monaco.