中國美術館收藏各類美術作品10萬余件，以新中國成立前後時期的作品為主，兼有明末、清代、民國初期藝術家的傑作。藏品主要為近現代美術精品，中國當代著名美術家的代表作品和重大美術展覽獲獎作品，以及民間美術作品。藏品中有任伯年、吳昌碩、黃賓虹、齊白石、徐悲鴻、蔣兆和、司徒喬、李可染、吳作人、葉淺予、羅工柳、吳冠中等藝術家的作品。收藏品類有繪畫、雕塑、陶藝民間美術等數十個品類。其中包括年畫、剪紙、玩具、皮影、彩塑、演具、木偶、風箏、民間繪畫、刺繡等民間美術品。在館藏品中德國收藏家路德維希夫婦捐贈歐美國際藝術品117件，其中有畢加索作品4幅，這是中國首次大量收藏的西方藝術品，此外還有非洲木雕及其它外國美術作品數百件。
美術作品作品：煙阿克街、格雷斯海姆街壹角
作者：貝爾特萊姆·耶思丁斯基
創作年代：1987
規格：150×250cm
材質：畫布油畫 作品：煙雨漓江
作者：白雪石
創作年代：1983
規格：95×176cm
材質：紙本水墨設色中國畫 作品：紀念N·N·Ge（十字架絞刑）
作者：安德烈·圖圖諾夫
創作年代：1978年
規格：140×150cm
材質：畫布油畫 作品：作品：花瓶邊的男人和女人，半身像
作者：巴伯洛·畢加索
創作年代：不詳
規格：116×89cm
材質：畫布油畫 作品：母親
作者：愛德華·克·格魯伯
創作年代：1981
規格：l16×89cm
材質：畫布油畫 作品：偉大的母親
作者：貝爾納德·舒爾茨
創作年代：1993
規格：240×220cm
材質：畫布油畫 作品：通往烏魯木齊
作者：艾中信
創作年代：1954
規格：100×400cm
材質：布面油畫