Duży zbiór gotyckiego malarstwa tablicowego tworzą dzieła malarzy włoskich takich jak Tommaso da Modena, Pietro Lorenzetti, Andrea di Bartolo („Zmartwychwstanie”), Alberto Sotio, Bartolomeo di Tommaso („Śmierć świętego Franciszka”), Naddo Ceccarelli, Mistrz Świętej Werdiany, Niccolò di Segna („Święta Łucja”), Orcagna, Olivuccio da Camerino, Mistrza tryptyku z Panzano, Giovanni del Biondo i inni. Ponadto duży zespół późnogotyckich rękopisów iluminowanych francuskich i włoskich z XV i XVI stuleci. Jedną z osobliwości baltimorskiego muzeum jest kolekcja chrześcijańskiej sztuki etiopskiej, zawierająca liczne obrazy tablicowe, tryptyki oraz księgi ozdobione miniaturami.
Zbiory średniowiecznej kolekcji są podmiotem aktywnych badań naukowych prowadzonych przez konserwatorów i badaczy pracujących w miejscowym dziale kuratorskim, owocem tego są liczne publikacje oraz specjalne wystawy, w tym The Special Dead zorganizowana na lata 2008/2009, gdzie punktem wyjścia dla czasowej ekspozycji była szkatułka Amandusa. Jedną z większych tego typu wystaw, podnoszącym prestiż kolekcji mediewaliów w Walters Art Museum była zorganizowana wespół z Cleveland Museum of Art i British Museum monumentalna wystawa Treasures of Heaven przypadająca na przełom 2010/2011 roku, miała miejsce zarówno w Baltimore oraz Cleveland i Londynie.