Bereits um 1900, noch weit vor Eröffnung des Museums, wurden Werke der dem Impressionismus und Jugendstil nahestehenden Künstler der Dresdener Kunstakademie und anderer deutscher Malereizentren gesammelt. In den 1920er Jahren erwarb der erste Museumsdirektor Hildebrand Gurlitts ganz aktuelle Kunst, wie etwa Werke zur Neuen Sachlichkeit oder zum Expressionismus, von denen einige glücklicherweise 1937 die Beschlagnahmeaktion der Nationalsozialisten überstanden haben. Mit der Stiftung des Dresdener Kunsthistorikers Walter Hentschel (1899-1970) bereichert seit 1971 ein beachtlicher Bestand an Meistern des 16. bis 18. Jahrhunderts und der Dresdner Romantik das Museum. Noch heute ist ein Schwerpunkt der Sammlung die sächsische Malerei.