Interamente dedicata alle Yamaha da competizione, la collezione è suddivisa su due piani. Al piano superiore, si trovano pezzi storici come le moto che hanno portato al titolo mondiale piloti del calibro di Biaggi, Rossi, Carlos Checa, Gary McCoy e Olivier Jacque.

Al piano inferiore, sono esposte 43 moto da competizione, che coprono il periodo dal 1959 al 1992, permettendo di seguire facilmente l’evoluzione di telai e motori. Tra i pezzi più importanti spiccano la Yamaha di Carlos Lavado del 1986, vincitrice del mondiale, la celebre “Pantera Rosa” di Guido Paci, la YZR 500 di Luca Cadalora e la moto della 200 Miglia di Daytona guidata da Giacomo Agostini.

Questa sezione rappresenta il cuore storico della collezione, ospitando modelli con decenni di storia alle spalle, tutti perfettamente restaurati e ancora funzionanti. Tra i pezzi esposti, si trovano la Gilera Piuma, la Gilera 4 cilindri, la Mondial Giro d’Italia, diverse MV, Bianchi e Ducati, insieme a modelli risalenti ai primi anni del Novecento e biciclette motorizzate. Spiccano anche alcuni esemplari pregiati di Cucciolo Ducati, sia da gara che da turismo.

Nel soppalco, sono esposti 30 micromotori a rullo e 30 motori 48 cc a 2 tempi.

Questa sala offre ai visitatori un’ampia collezione di moto prodotte da diverse case, con esemplari storici risalenti al periodo d’oro del dopoguerra, quando Bologna dominava la scena mondiale della produzione motociclistica, sia da competizione che da turismo e lavoro. Tra i marchi presenti, si trovano sigle iconiche come CM, MM, GD, Comet, Rumi, Demm, Maserati, Mondial e Moto Morini. La collezione si completa con tre moto da cross, due Yamaha e una Suzuki, vincitrici di titoli mondiali con piloti come Everts, Bartolini e Puzar.

La nuova ala “Yamaha Superbike” è dedicata alle supersportive Yamaha degli ultimi 30 anni, che hanno segnato la storia del motociclismo. In questa sezione sono esposte moto su cui hanno gareggiato leggende come Haga, Cal Crutchlow e Marco Melandri. Tra i pezzi di rilievo, spicca la YZF-R1 del 2009, con cui Ben Spies conquistò il Titolo Mondiale.

La Sala 4, grazie alla sua ampiezza, ospita anche mostre itineranti.

Tra i pezzi di rilievo si trovano la 125 cc campione del mondo con Nieto, la 50 cc vincitrice del campionato italiano nelle cronoscalate del 1974 con Bianchi, e i modelli 75 cc, 100 cc e 175 cc che, dal 1975, hanno stabilito numerosi record mondiali di velocità. La collezione include anche due moto da cross (125 e 175 cc) che hanno conquistato il titolo italiano con Arteno Venturi.

La sala è arricchita da una rastrelliera che espone 40 motori di varie cilindrate, offrendo una panoramica completa della produzione della casa bolognese.