Der Bestand der Alten Nationalgalerie geht auf das Vermächtnis des Bankiers Joachim Heinrich Wilhelm Wagener an den preußischen Staat im Jahre 1861 zurück. Er hatte 262 Gemälde zusammengetragen, vor allem Werke der Düsseldorfer Malerschule und der belgischen Historienmalerei, aber auch Caspar David Friedrichs "Einsamen Baum" und Karl Friedrich Schinkels "Gotische Kirche auf einem Felsen am Meer". Sie bilden den Grundstock für die Sammlung der Nationalgalerie mit Meisterwerken der Romantik, des Realismus und Impressionismus.
Bis zur Eröffnung des neuen Hauses 1876 war der Bestand der Nationalgalerie durch Ankäufe und Stiftungen von Gemälden, Skulpturen und Grafik verdoppelt worden. Hugo von Tschudi, Direktor der Nationalgalerie seit 1896, erwarb mit gestifteten Mitteln gegen den Widerstand des Kaisers und der Ankaufskommission wichtige Werke der französischen Impressionisten, darunter Édouard Manets "Im Wintergarten" und Claude Monets "Ansicht von Vétheuil". Die Nationalgalerie war damit das erste europäische Museum, das impressionistische Kunst erwarb und zeigte.
Anders bahnbrechend wirkte Ludwig Justi, der Tschudi 1909 als Direktor folgte. Nach der Revolution 1918 richtete er im ehemaligen Kronprinzenpalais Unter den Linden eine einzigartige Ausstellung zur modernen Kunst des Expressionismus ein. Er erwarb Meisterwerke wie Franz Marcs heute verschollenes Gemälde "Der Turm der blauen Pferde". Was aus dieser Dependance der Nationalgalerie den nationalsozialistischen Bildersturm und den Krieg überdauerte, gehört heute zum Bestand der Neuen Nationalgalerie.
Die Alte Nationalgalerie verwahrt derzeit etwa 2.000 Gemälde und ebenso viele Skulpturen, von denen etwa 400 Gemälde und 100 Skulpturen auf allen drei Ausstellungsgeschossen zu sehen sind.
Die Sammlung der Alten Nationalgalerie ist eine der umfangreichsten Epochensammlungen für die Kunst zwischen Französischer Revolution und Erstem Weltkrieg, zwischen Klassizismus und Sezession. Einzigartig ist der Zusammenklang zwischen der Sammlung und dem Stil des Gebäudes.
Der Rundgang durch die Kunst des 19. und frühen 20. Jahrhunderts beginnt chronologisch im dritten Ausstellungsgeschoss:
Die Kunst der Goethezeit ist mit Landschaften Jakob Philipp Hackerts, mit Porträts von Anton Graff und seinen Zeitgenossen und mit Werken der zunächst in Rom tätigen Nazarener vertreten. Die einzigartigen Fresken zur alttestamentarischen Josephslegende, ein Auftragswerk für die Casa Bartholdy in Rom, schufen Peter Cornelius, Friedrich Overbeck, Wilhelm Schadow und Philipp Veit. Sie sind heute in einem gesonderten Raum zu sehen.
Ein neu geschaffener Saal im Obergeschoss ist der bedeutenden Sammlung von Gemälden von Caspar David Friedrich gewidmet – ein Höhepunkt des Rundgangs. In einem zweiten Saal kann man die idealen Architekturlandschaften Karl Friedrich Schinkels bewundern: von den Kathedralvisionen der Frühzeit bis zu dem programmatischen Bild "Blick in Griechenlands Blüte".
Einen weiteren Schwerpunkt bilden die Bilder und Ölstudien Carl Blechens, eines Berliner Romantikers und Realisten von überregionaler Bedeutung. Gezeigt werden ferner Werke von Philipp Otto Runge und Christian Gottlieb Schick, Landschaften von Joseph Anton Koch und Carl Rottmann. Das Biedermeier ist vertreten mit Berliner Stadtansichten von Eduard Gaertner und Johann Erdmann Hummel sowie mit Genreszenen von Ferdinand Georg Waldmüller.
Meisterwerke impressionistischer Malerei von Edouard Manet, Claude Monet, Auguste Renoir, Edgar Degas, Paul Cézanne und Skulpturen von Auguste Rodin wurden frühzeitig erworben.
Die Malerei der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts ist unter anderem im Deutschrömersaal mit Hauptwerken Arnold Böcklins, darunter einer Version der berühmten "Toteninsel", Gemälden Hans von Marées', Anselm Feuerbachs und Skulpturen Adolf von Hildebrands zu sehen.
In anderen Sälen sehen wir Hauptwerke von Hans Thoma, von Wilhelm Leibl und seinen Freunden, von Carl Spitzweg und der Weimarer Malerschule. Darüber hinaus zeigt die Nationalgalerie zahlreiche Werke aus dem großen Bestand an Gemälden von Max Liebermann.
In der Skulpturenquerhalle befinden sich so berühmte Werke wie die Prinzessinnengruppe von Johann Gottfried Schadow sowie Werke von Christian Daniel Rauch, Berthel Thorvaldsen, Antonio Canova und Ridolfo Schadow.
Es folgen als 'Wege des Realismus' Werke von John Constable, Gustave Courbet und der Schule von Barbizon. Die hintere Querhalle und die Apsiskabinette sind dem Schaffen Adolph Menzels gewidmet. Seine Gemälde, darunter so bekannte Werke wie das "Flötenkonzert", das "Balkonzimmer" und das "Eisenwalzwerk", zeigen den Künstler als unermüdlichen Beobachter, der sowohl Themen der preußischen Geschichte behandelte sowie mit erstaunlicher Feinheit und Freiheit sich seiner alltäglichen Umwelt zuwandte. Die sich anschließenden Räume sind der Kunst der Gründerzeit, des Symbolismus und der Sezession gewidmet.