Найбільш динамічний експозиційний підрозділ музею – підземна мистецька галерея. За час свого існування (з жовтня 2009 року) вона стала невід’ємною частиною мистецького життя університету. Розташування галереї в старовинних приміщеннях – підземеллях монастиря капуцинів XVIII ст. – надає її експозиційним залам особливої атмосфери, яка приваблює численних відвідувачів. Створенню виставкової зали в комплексі підвальних приміщень передували тривалі реставраційні роботи. Монастирські підземелля в свій час виконували функції господарських підвалів. В радянський період приміщення використовувалися лише частково і були занедбаними. Після відродження Острозької академії, тут було проведено ґрунтовні реставраційні роботи. Приміщення повністю відповідає вимогам виставкової зали, а фактурність і колір цегляних стін створює особливий візуальний ефект і відчуття простору.
Практично щомісяця у галереї відбуваються мистецькі події.
Виставки, що вже відбулися в галереї, були дуже різноплановими – мистецькі твори виконані в різних техніках: живопис, графіка, акварель, скульптури, художнє скло, художній текстиль, історичні реконструкції одягу та побуту тощо. Для організації виставок музеєм НаУОА налагоджено активну співпрацю з регіональними спілками художників України, окремими митцями та колекціонерами, музеями та галереями України. Крім цього, в стінах галереї систематично проводяться зустрічі з художниками, відкриті лекції, презентації, вечори поезії тощо.
