В Сан-Стефано после перестройки XII в. (1140 г.?) находится самая точная из сохранившихся средневековых копий иерусалимского храма Воскресения Христова. Архитектором были выбраны и повторены те детали иерусалимского храма, которые передают идею целого: октагональная в плане капелла Сан-Сеполькро внутри заключает гробницу, окружённую 12 колоннами, чья символика подчёркнута евангельским сюжетом: на рельефе у входа в гробницу изображены жёны-мироносицы, воины и ангел. В Сан-Сеполькро хранится рака с мощами св. Петрония, обретёнными в 1145 г. епископом Генрихом; в романский период часовня была расписана (фрагменты фресок перенесены в музей и клуатр). К востоку от Сан-Сеполькро находится двор XII в. с портиками (Cortile di Pilato) и другими капеллами. К церкви Святой Троицы (стены XIII в.) принадлежит капелла св. Креста на фундаментах IX–XII вв. Капелла содержит «копии» Голгофы и Животворящего Креста (промежуток между Голгофой и гробницей соответствует расстоянию между их прообразами в Иерусалиме). Изначально бенедиктинский, в 1447 г. монастырь был отстроен заново, а в 1493–1797 гг. принадлежал целестинскому Ордену. К середине XIII в. в Болонье сложился крупнейший в Италии центр переписывания и иллюминации книг, чему способствовало существование университета. Исследователи выделяют две группы мастеров. Миниатюристы так называемого «первого стиля» создали большинство рукописей XIII – начала XIV в., как богато украшенных и дорогих (прежде всего, Библии), так и рассчитанных на рядового заказчика (тексты для студентов, статуты корпораций и т.п.). Художники этого стиля работали в широком диапазоне романской традиции, обнаруживая также знакомство с французской готикой и ретроспективное знание старой византийской миниатюры, что исследователи объясняют присутствием в Болонье большого числа мастеров из Умбрии (например, Одеризио да Губбио, 1268–1271 гг.), Тосканы (особенно из Ареццо) и Южной Италии. Художники «второго стиля» работали, в основном, над украшением церковных книг, создавая Библии, Псалтири, книги хоралов, изредка тексты важнейших законов или книги для университета. Их миниатюры отличались чистотой цвета и классической уравновешенностью композиции (ранний пример – статут флагеллантов (1260 г.) в конволюте с текстами для благочестивого чтения). C XIII в. именно в Болонье вошло в обычай распределять работу над одной рукописью между группой переписчиков и художников; сложились семьи потомственных каллиграфов и миниатюристов, что обеспечило в XIV в. как единство стиля, так и высокое социальное положение создателей манускриптов. С 1470 гг. Болонья стала важным центром живописи и скульптуры: здесь работали Лоренцо Коста и его ученики – Франческо Франча, Симона Ферруччи, Якопо делла Кверча, Микеланджело, а позже Рафаэль и Джорджо Вазари. Вклад в развитие европейской религиозной живописи внесла болонская школа (к ней принадлежали Аннибале Карраччи, Гвидо Рени и др.), основанная в XVII–XVIII вв. В Болонье сформировались новые центры обучения искусству классицистической живописи – академии (наиболее известна Accademia Clementina, позже Accademia di Belle Arti). Болонская школа живописи в XVIII–XIX вв. оказала влияние на академическое религиозное искусство и иконопись России.