В 1921 году значительными поступлениями были передачи из Государственного музейного фонда Петрограда и Москвы, Московского Румянцевского музея, целенаправленно отобранные сотрудниками музея для экспозиции, которая должна была в полной мере отразить явления русской культуры, причем не только XVIII–XIX веков, но и XX столетия во всем ее разнообразии. Из Петрограда в музей поступили работы П.М. Шамшина, И.К. Айвазовского, А.И. Куинджи, В.Д. Орловского, Н.Е. Маковского и К.Е. Маковского, Ф.А. Рубо, Н.Е. Сверчкова, О.Э. Браза и других мастеров. Из Румянцевского музея: А.К. Беггров, П.А. Сведомский, Л.Ф. Лагорио, С.Ю. Жуковский, Н.А. Касаткин и многие другие. В 1927 году из Московского государственного фонда поступили, например, полотна К.Ф. Богаевского, И.Э. Грабаря, А.Я. Головина и К.А. Коровина.
Таким образом, в 1923 году коллекция живописи насчитывала 171 произведение русской школы, к 1930 году – 314. Сегодня эти картины составляют основу экспозиции русского искусства.
В последующие годы были передачи из Государственного Русского музея и Третьяковской галереи, из музеев Ярославской области, в том числе при их закрытии (музеи в Данилове, Великом Селе, Тутаеве), закупки у частных лиц и дары. Среди даров надо отметить поистине царские подарки: в 1959 году целый ряд произведений К.А. Коровина и Ф.А. Малявина от уроженки Ярославля Г.Н. Барбизан (Соловьевой) и в 1998 – портрет кисти Д.Г. Левицкого от известного деятеля культуры С.В. Ямщикова. Нельзя не отметить приобретение музеем большой и цельной коллекции В.В. Ашика в 1980–1990-е годы, значительно пополнившей наше собрание русской и зарубежной живописи (Н.И. Аргунов, И.В. Бугаевский-Благодарный, В.Е. Раев, З.Е. Серебрякова, Я. Ромбауэр, Я. Суходольский, А. Фиёль).
Наряду с классическим русским искусством в экспозиции музея свое достойное место занимает искусство провинции, в частности знаменитый ярославский портрет XVIII – первой половины XIX веков, ярким представителем которого является Н.Д. Мыльников.
В 2014 году была открыта новая экспозиция Музея зарубежного искусства. Появилась возможность показать небольшую, но привлекательную коллекцию живописи западноевропейских художников: Р. Меган, А. ван Бредал, Й. ван Сон, Ф. ван Апсховен, Ч. Детти, А. Баччи, Ф. Фрейданк, П. Вилль и других художников.