El primer núcleo de lo que actualmente está expuesto en el Palacio Azul fue constituido por la Cassa di Risparmio di Pisa, que en la segunda mitad del siglo pasado compró obras de arte, también de cierta relevancia, procedentes sobre todo del territorio pisano. A estas obras, en su mayoría pinturas de gran interés histórico-artístico, se añadieron en los años sucesivos algunas donaciones de coleccionistas y de artistas locales que incrementaron así el valor cultural de la colección.
En el momento de su nacimiento, la Fundación CaRiPi (ahora Fundación Pisa) compró toda la colección de la caja, proponiéndose el objetivo de hacerla accesible al público y de enriquecerla con compras selectivas de obras importantes, vinculadas a la historia y a la cultura del territorio pisano.
Así pues, al Políptico de Agnano de Cecco di Pietro, se añadieron telas de los más importantes pintores pisanos del siglo XVII, como Orazio y Artemisia Gentileschi, los Retratos Roncioni de Desmarais, obras de autores del período de la mancha, como Luigi Gioli, y también algunas esculturas de Nino Pisano y de Tribolo, además de la colección completa de Ottavio Simoneschi, que comprende pinturas, ceràmica, monedas y muebles antiguos.
La colección que presenta, a través de obras de gran importancia y de notable calidad, un panorama del arte pisano y toscano desde el siglo XIV hasta la actualidad, está albergada en las salas de un antiguo palacio, morada durante siglos de diversas familias nobiliarias, cuya larga historia se recupera también gracias a una valiosa restauración y a una organización que reconstruye, donde la decoración original lo permite, algunos ambientes de la morada señorial, ofreciendo ocasiones de gran sugestión.
Es sede además de numerosas actividades culturales y de exposiciones temporales de ámbito nacional e internacional.