Desde su creación, el interés por establecer un compendio artístico representativo ha permitido afinar un criterio de selección cuyo resultado final es la posibilidad de presentar al público una dilatada panorámica por la historia del arte.

La columna vertebral de la colección es la escuela española a cuyos ejemplos antiguos y modernos (desde Bermejo, Morales, El Greco, Murillo, Zurbarán, Paret, Goya y Fortuny hasta María Blanchard, Tàpies y Barceló) se suman las manifestaciones de arte vasco en la Edad Contemporánea (Zuloaga, Oteiza, Chillida).

La amplia representación de otras escuelas como la flamenca y la holandesa entre los siglos XV y XVII (Gossaert, Moro, Van Dyck, Jordaens, Ruisdael), obras singulares de la escuela italiana (Sofonisba Anguissola, Gentileschi, Bellotto) así como ejemplos europeos de los siglos XIX y XX (Gustave Doré, Bouguereau, Paul Gauguin, Mary Cassatt, James Ensor, Francis Bacon) ofrecen el necesario contexto internacional al arte español y vasco.

Sus objetivos principales eran dotarla de un espacio que por aquellas fechas se consideraba imprescindible en cualquier sociedad moderna y proporcionar modelos históricos ejemplares a la comunidad artística local que ayudasen a completar su formación.

El nuevo museo nacía con un espíritu claramente innovador para su tiempo y, de hecho, marcaba una gran diferencia en cuanto a la actualización de los criterios y al riesgo asumido en relación con las iniciativas museísticas del resto del Estado.

Siguiendo con la tradición de los directores-artistas, sería nombrado director el pintor vasco Aurelio Arteta, quien permanecerá al frente del mismo hasta el estallido de la Guerra Civil en 1936.

La recuperación de las obras fue una determinación urgente del nuevo poder establecido que, una vez logrado ese objetivo y con los locales que las albergaban hasta entonces inhabilitados, se vio en la necesidad de estudiar un nuevo emplazamiento.

Ejemplo de arquitectura franquista; adquirió formas neoclásicas, combinando la piedra y el ladrillo rojo visto.

También tuvo cierta inspiración en la arquitectura nazi, de la que tomó líneas racionales y toques grecolatinos.

Aunque durante un tiempo los dos museos conservaron su particular denominación, el alojamiento en un mismo espacio provocaría a la larga la fusión de las dos instituciones en una sola.

A Manuel Losada le sucedió como director Crisanto de Lasterra, quien continuó con la política seguida por sus antecesores hasta su muerte en 1973.

Bajo su dirección, las corporaciones decidieron la ampliación del museo añadiendo una nueva ala al edificio neoclásico.

Esta nueva arquitectura se inauguraría en 1970, alojando desde entonces la sección de arte contemporáneo.

Los problemas económicos de la subcontrata que construía la estructura del nuevo edificio obligaban a paralizar «parcialmente» la obra al menos tres meses.

[58]​ Para ampliación de la información, véase el apartado bibliográfico correspondiente.

[68]​[69]​[70]​ Esta última donación fue ampliada en el año 2022 con la incorporación de piezas debidas a la mano de Giovanni Battista Toscano (Jesús ante Herodes), Giuseppe Cesari, il Cavaliere d'Arpino y Corrado Giaquinto.

Mención aparte merece el fondo de obra sobre papel, con estampas y grabados de Durero, Van Meckenem, Georg Pencz, Sebald Beham, Goltzius, Lucas Vorsterman I, Paulus Pontius, Rembrandt, Ruisdael, Piranesi, Volpato, Goya, William Hogarth, Eugène Delacroix, Fortuny, Carlos de Haes, Edgar Degas, Cézanne, Picasso, Francisco Iturrino, Gutiérrez Solana, Marcel Duchamp, Lipchitz, Utamaro, Hokusai, Rouault, Hockney, Allen Jones, Immendorff, Francis Bacon, Saura y Arroyo, entre otros.

Un recorrido esencial por las salas del museo incluye obras singulares de Bermejo, Benson, Mandijn, Vredeman de Vries, Cranach el Viejo, De Vos, Moro, Sánchez Coello, El Greco, Pourbus, Gentileschi, Ribera, Zurbarán, Van Dyck, Murillo, Arellano, Meléndez, Bellotto, Mengs, Goya, Paret, Villaamil, Ribot, Doré, Mariano Fortuny, Zamacois, Madrazo, Gauguin, Cassatt, Sorolla, Guiard, Iturrino, Ensor, Regoyos, Romero de Torres, Zuloaga, Sunyer, Arteta, Gutiérrez Solana, Vázquez Díaz, Lipchitz, Delaunay, González, Gargallo, Bacon, Palazuelo, Oteiza, Appel, Chillida, Caro, Millares, Tàpies, Saura, Lüpertz, Kitaj, Blake, Arroyo y Barceló, entre otros.

El recorrido arranca con ejemplos del arte románico catalán (un famoso Majestad de Cristo en la cruz), así como un par de esculturas del Gótico francés y alemán.

El género del retrato está representado por Goya (dos extraordinarios ejemplos de sus amigos Zapater y Moratín), Antonio Carnicero, Vicente López Portaña y José de Madrazo, mientras que el del bodegón por Luis Meléndez.

Otros artistas europeos, como Mengs, Louis-Michel van Loo, Friedrich Rehberg, Antonio Sarnelli, Guillaume Voiriot, Corrado Giaquinto o el vedutista Bernardo Bellotto, cierran este recorrido con algunas de sus mejores creaciones.

Junto a él, Pablo Palazuelo demuestra su magisterio sobre esta inicial escultura vasca.

Agustín Ibarrola, por su parte, representa un realismo social mediante recursos cartelistas y espacialistas.

A continuación pueden verse obras de artistas vascos alternando con otros internacionales que realizan propuestas figurativas de carácter pop, surrealista o de diferentes realismos: Andrés Nagel, Juan José Aquerreta y Mari Puri Herrero, junto a artistas figurativos ingleses como Francis Bacon, Kitaj, Peter Blake y John Davies o españoles como Eduardo Arroyo, Equipo Crónica, Luis Gordillo y Pérez Villalta.

Cercanos aparecen algunos ejemplos de la transvanguardia italiana −Mimmo Paladino, Ernesto Tatafiore−, con su imaginativa figuración, y del neoexpresionismo alemán −Markus Lüpertz−.

Mención aparte merecen los escultores Anthony Caro y Richard Serra, representados con ejemplos típicos de su creatividad abstracta en metal.

En el primer caso, el departamento de Conservación y Restauración aplica diversas técnicas de análisis –luz ultravioleta, reflectografía infrarroja, radiografía, estudio estratigráfico o análisis químico–, que aportan información esencial para abordar cualquier estudio o intervención.

En el segundo, actúa la Biblioteca del museo, que conserva una colección documental especializada en arte al servicio de estudiosos e investigadores.