In questa sala, analogamente all'attigua Sala degli Imperatori, fin dalla fondazione del Museo Capitolino si vollero raccogliere ed esporre i ritratti, i busti e le erme raffiguranti le fattezze di poeti, filosofi e retori dell'antichità greca di epoca classica ed ellenistica, le cui immagini nell'età romana (secondo una moda introdotta dal letterato Asinio Pollione nella seconda metà del I secolo a.C.) decoravano biblioteche pubbliche e private, case gentilizie, ville e parchi di facoltosi e sensibili cultori delle arti e della filosofia. I collezionisti rinascimentali vollero arricchire i loro palazzi e le loro raccolte con le effigi più rappresentative di tanti uomini illustri.

Nella Sala dei Filosofi ne sono attualmente esposti 79. Molti sono i ritratti di cui è stata determinata l'identità del personaggio, alcuni certamente "di ricostruzione", ,. creati cioè molto tempo dopo la morte del personaggio e quindi solo vagamente ricollegabili alle fattezze reali, altri invece dall'epoca ellenistica in poi, che riproducono con una certa fedeltà le diverse fisionomie. La raccolta si apre con una numerosa rappresentanza di erme raffiguranti Omero, il più celebre poeta dell'antichità, raffigurato convenzionalmente nell'aspetto di vecchio, barba e chioma fluenti, con gli occhi ormai spenti a testimoniare la leggendaria cecità fisica, ma anche la profonda sensibilità e conoscenza dell'anima e del destino dell'uomo. Il prototipo di questo ritratto può attribuirsi alla scuola artistica rodia, collocandosi cronologicamente intorno al 200 a.C. Di ricostruzione è il ritratto di Pindaro, altro celebre poeta greco, il cui prototipo statuario risale a un momento artistico influenzato dallo stile severo (prima metà del V secolo a.C.).

Interessante è anche il ritratto identificato con Pitagora, il famoso filosofo e matematico di Samo, caratterizzato dal piatto turbante che ne avvolge la testa. Socrate è reso secondo il ritratto creato da Lisippo intorno alla metà del IV secolo a.C., circa mezzo secolo dopo la morte del filosofo: è raffigurato quasi nell'aspetto di un sileno, con il naso carnoso rivolto all'insù, gli occhi rotondi e sporgenti, la fronte bombata e la larga bocca dalle labbra tumide. Sono presenti, inoltre, i ritratti raffiguranti i tre più noti poeti tragici ateniesi. Eschilo è rappresentato con i tratti del volto pieni e definiti, ornato da una barba stilizzata e ornamentale, forse da un prototipo della metà circa del V secolo a.C. Sofocle ha la testa quadrata e massiccia, barba e capelli trattati a ciocche brevi e corpose serrate da un nastro. Euripide è mostrato già avanti negli anni, stempiato e con i lunghi capelli che gli coprono le orecchie. Il prototipo, che risente dell'impronta stilistica lisippea, può datarsi intorno al 320 a.C. Tra i tanti ritratti di personaggi celebri della grecita, sono esposti in questa sala anche alcuni ritratti originali d'epoca romana, tra cui il busto di Cicerone, celebre statista e letterato, rappresentato poco più che cinquantenne nel pieno delle sue energie intellettuali e politiche. L'impostazione generale trae origine e spunto dalla ritrattistica greca d'epoca tardoellenistica, ma ben evidenti appaiono le intenzioni realistiche del più autentico ritratto romano d'età repubblicana.