Entre su colección se incluyen obras de Mary Cassatt, Frida Kahlo, y Élisabeth Louise Vigée-Le Brun.El museo se ubica en el edificio del antiguo Templo Masónico que forma parte del Registro Nacional de Lugares Históricos de Estados Unidos.El museo fue fundado con el objetivo de cuestionar la historia tradicional del arte.La fundadora del museo, Wilhelmina Cole Holladay, y su esposo Wallace F. Holladay comenzaron a coleccionar arte en la década de 1960, justo cuando la academia empezaba a discutir la representación insuficiente de las mujeres en las colecciones del museo y en las principales exposiciones de arte.Para subrayar su compromiso de aumentar la atención prestada a las mujeres en todas las disciplinas, NMWA encargó a la compositora ganadora del Premio Pulitzer, Ellen Zwilich, que escribiera Concierto para dos pianos y orquesta, inspirado en cinco pinturas de la colección permanente, para un concierto de apertura.Inicialmente diseñado por el arquitecto Waddy B. Wood, el edificio principal se acabó en 1908 y la estructura original está en el Inventario de Lugares Históricos del DC así como en el Registro Nacional de Lugares Históricos.