В галерее собрана одна из лучших коллекций искусства в мире. В экспозиции представлены произведения искусства европейских и американских мастеров: картины, скульптуры, рисунки, фотографии, графика, предметы декоративно-прикладного искусства. Входит в десятку самых посещаемых художественных музеев мира. Коллекция насчитывает около 1200 картин (особенно широко представлены полотна итальянских, французских и американских мастеров), одно из лучших в мире собраний живописи итальянского Возрождения, произведения голландского и испанского барокко. Правительством США галерее были переданы 20 тыс. рисунков и акварелей, изображающих историю американских ремесел и народного искусства. Галерея основана в 1937 году Конгрессом США на основе крупных частных коллекций Эндрю Уильяма Меллона (также выделил 10 млн долларов США на строительство здания), Лессинга Дж. Розенвальда, Сэмуэла Генри Кресса и более чем 2000 скульптур, картин, предметов декоративного искусства и фарфоровых изделий из коллекции Джозефа Уайденера, а также других коллекционеров.