Формирование раздела русского искусства тесно связано с первыми шагами собирательской деятельности музея. Основой собрания послужили поступления из Лазаревского института восточных языков(Москва) в 1925-1930 гг. В галерею были переданы работы русских и зарубежных мастеров ХVIII – XIX вв., среди которых такие известные живописцы, как И. Аргунов, В. Тропинин, Д. Левицкий, И.-Б Лампи, К. Зарянко, И. Ромбауэр; скульпторы – И. Мартос, И. Шубин и др.Как и для большинства создаваемых в советский период музеев, основным источником пополнения коллекции НГА были государственные музейные фонды, поступления из которых значительно расширили русскую коллекцию галереи.
Парадные и интимные портреты кисти Д. Левицкого, Ф. Рокотова, произведения В. Боровиковского, западноевропейских мастеров, в разный период времени работавших в России, таких как Л. Токе, П. Ротари, В. Эриксен, равно как и полотна О. Кипренского, К. Брюллова, И. Хруцкого, И. Репина, В. Серова, К. Сомова, М. Добужинского, значительно обогатили коллекцию НГА.
Важнейшую роль в формировании фондов сыграли приобретения самого музея в течении многих десятелетий, стремящегося пополнить собрание высокими по художественному качеству произведениями и придать ему цельный характер. Среди поступлений выделяются известные шедевры коллекции, такие как приобретенный в 1925 году директором музея Рубеном Дрампяном пейзаж М.Шагала “Дача”(1918).
В собирательной деятельности музея особое внимание уделяется искусству художников рубежа XIX - ХХ веков. Галерея – обладатель шедевров художников объединения “Мир искусства” А. Бенуа, А. Остроумовой-Лебедевой, мастеров символического направления – Б.Анисфельда, В. Борисова-Мусатова, представителей русского авангарда. Произведения последних поступили в музей преимущественно в 1960 – 1970 гг., среди них – композиции Р. Фалька, А. Лентулова, И. Машкова, М. Ларионова, Н. Гончаровой. Формируется раздел советского искусства, в котором представлены: А. Пластов, Т. Яблонская, А. Никич, В. Попков, А. Дейнека, Ю. Жарких.
Важную роль в формировании музейного собрания сыграли дарственные работы. Особого внимания заслуживают: “Портрет М.Акимовой”(1908) кисти В.Серова, преподнесенный в дар в 1929 году М. Акимовой и В. Канановой, поступления от наших соотечественников – Абраама Джинджяна (Париж), подарившего 40 марин И.Айвазовского, Якова Экизлера (Москва), благодаря которому галерея стала обладателем работ И.Шишкина, С.Щедрина, В.Васнецова и ряда произведений армянских и западноевропейских мастеров.