1929年，外交事务再次影响绘画馆。圣座与意大利王国签订了《拉特兰条约》，该条约确定了梵蒂冈国的政治和领土主权，其中的第18条，确认了圣座对其收藏的所有权。只有一个附加条件：这些艺术瑰宝要永久对公众开放。藏品当时都放在图书馆一翼，无法满足上述要求，所以又开始准备新一轮迁移，同时伴随着庞大的建筑工程。

1932年10月27日，庇护十一世指定由建筑师卢卡·贝尔特拉米设计一座新文艺复兴主义风格的建筑，该建筑就是今天的梵蒂冈绘画陈列馆。史上第一次，这些收藏终于有了一个专属的展示空间，空间充足，光线适当。除了绘画馆的建筑之外，还修建了一条直接通向梵蒂冈博物馆的通道，访客可以直接从梵蒂冈大道前来，不再需要穿越梵蒂冈宫。直到2000年，这块新的入口区域一直是梵蒂冈博物馆的主要游览入口，建筑师朱塞佩·莫莫和雕塑家安东尼奥·马拉伊尼为其设计了著名的双螺旋楼梯，现在作为出口使用，也是罗马最知名的建筑艺术作品之一。

1932年的作品整理过程，有一个很重要的步骤：重新悬挂绘画，它们首次按照时间顺序和流派陈列。经过一些调整之后，这次重新悬挂的结果一直持续到今天。前两个房间从中世纪“原初”时期作品延续到早期文艺复兴大师的作品，特别是乔托、西莫内·马丁尼、贝尔纳多·达迪、安东尼奥·韦内齐亚诺。随后的五个房间中，是15世纪意大利大师们的作品，包括弗拉·安杰利科、菲利波·利比、贝诺佐·戈佐利、卡罗·克里韦利、安东尼奥·维瓦里尼、平图里基奥和佩鲁吉诺的作品。第八号房间专门献给拉斐尔，是藏品中特别的亮点。其中不仅有其主要的祭坛画和祭坛座画，还包括一系列按照拉斐尔的设计完成的织毯。接下来的三个房间中是16世纪意大利艺术的精品，包括达·芬奇、拉斐尔画派其他画家、提香和委罗内塞等威尼斯画派大师的作品。有三个房间献给17世纪大师，也值得重点关注，包括：卡拉瓦乔、普桑、萨索菲拉托和卡罗·马拉塔。接下来的两个房间包含18、19世纪的作品。倒数第二个房间中，放置着贝尔尼尼设计圣彼得大教堂中的“教宗座椅”时使用的模型。全部的展品，以最后一个房间中15世纪到16世纪的圣像作为压轴。

梵蒂冈绘画陈列馆的收藏使观者体验了一次欧洲艺术史之旅，特别是意大利艺术。梵蒂冈的绘画收藏现在超过450件，作品种类繁多，质量极高，包括各个时期的代表作，这令其声名远扬。由于这是教廷的收藏，所以重点放在宗教相关的艺术上，其中涵盖了过去几个世纪最重要的艺术作品。在这一背景下，主题极为广泛：圣母的画像旁边，就是各种圣人的故事，还有基督生涯的各个阶段。正是由于这种类似主题的延续不断，在梵蒂冈绘画陈列馆中，从中世纪到现代主义伊始，各个时期重要画家的特点和奇异之处逐一在观者面前展开，观者得以进一步了解、比较这些作品，这一点，恐怕没有哪里的收藏能与之相提并论。