El Cenáculo, con el célebre fresco de Andrea del Sarto, es desde 1817 la sede de una colección con obras de arte procedentes de las iglesias y de los monasterios suprimidos de la ciudad de Florencia y de las colecciones confiscadas por la Academia. El gran fresco con la representación de la Última Cena, en la pared de fondo del refectorio, fue comisionado por el abad Ilario Panichi a Andrea del Sarto, en 1511 y acabado en 1527. Andrea del Sarto, que se inspiró en el famoso Cenáculo de Leonardo da Vinci en Milán, presenta a los apóstoles en el momento en que Jesús anuncia que uno de ellos lo traicionará y añade en la parte superior una pequeña y original escena de dos personajes asomados a una terraza que asisten al acontecimiento. En el recorrido museístico preparado en las estancias del convento (el pasillo, la cocina, la sala del lavabo, el refectorio) se exponen cuadros del siglo XVI que documentan con excelentes ejemplos la pintura florentina de la época. Entre estas obras destacan las de Pontormo (en particular Fe y Caridad, en el lado opuesto del refectorio, sobre la entrada), Franciabigio, Raffaellino del Garbo, Bachiacca, Carlo Portelli, Bernardino Poccetti y un grupo de pinturas de Plautilla Nelli (1524–1588) - una de las raras artistas de la que habla Giorgio Vasari en las Vidas y hoy conocida por haber sido la “primera mujer pintora de Florencia”.