Στην αίθουσα 9 εκτίθεται τμήμα της Συλλογής Δημήτριου Οικονομόπουλου, που περιήλθε στο Μουσείο με διαθήκη του συλλέκτη ήδη από το 1986. Η τυπική μεταβίβαση πραγματοποιήθηκε λίγο αργότερα, το 1987, με μέριμνα της συζύγου του Αναστασίας Ζαμίδου – Οικονομοπούλου. Αποτελείται από 1460 αντικείμενα που χρονολογούνται από τους προϊστορικούς χρόνους έως και τον 19ο αι., με ποσοτική και ποιοτική υπεροχή των βυζαντινών και μεταβυζαντινών εικόνων, αποτυπώνοντας το ιδιαίτερο ενδιαφέρον του συλλέκτη για το Βυζάντιο.

Για την έκθεση, που εγκαινιάστηκε στις 27-5-2001, επιλέχθηκαν αντιπροσωπευτικά έργα κάθε κατηγορίας, όπως κεραμικά, νομίσματα, έργα μικροτεχνίας, εκκλησιαστικά έγγραφα. Τον κύριο όγκο του εκθεσιακού υλικού αποτελούν οι εικόνες, που χρονολογούνται από τα τέλη του 14ου έως και το 19ο αι. Παρουσιάζονται 146 έργα. Η επιλογή τους έγινε με γνώμονα την παλαιότητά τους, την καλλιτεχνική τους αξία και τις ποικίλες τάσεις και σχολές της μεταβυζαντινής ζωγραφικής που αντιπροσωπεύουν.