國家藝廊分為四個側翼,所有作品按照年代順序展出,1991年增建的Sainsbury Wing收藏1260至1510年早期文藝復興藝術,最著名之一為達文西《The Virgin and Child with Saint Anne and Saint John the Baptist》炭筆素描。西翼(West Wing)是1510至1600年代文藝復興全盛時期,義大利和日耳曼繪畫,許多巨幅繪畫都在此絕妙呈現。1600至1700年繪畫收藏於北翼(North Wing)中,有荷蘭、義大利、法國和西班牙的繪畫,其中有兩間林布蘭專屬展室,以及Diego Velazquez的維納斯油畫《The Toilet of Venus》。東翼的1700至1900年代繪畫,包含了18、19及20世紀初的威尼斯、法國和英國繪畫,風景畫是一大特色,也有浪漫派和印象派等許多佳作。