Zur Nationalgalerie gehören heute sechs Häuser. Wer die Sammlung und die Ausstellungen in ihnen besucht, erwartet ein Kosmos der Kunst vom 19. Jahrhundert bis in die unmittelbare Gegenwart.
Das Stammhaus der Sammlung, die Alte Nationalgalerie, befindet sich auf der Museumsinsel Berlin. Ihre Ausstellungen widmen sich der Kunst des 19. Jahrhunderts bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts. An diese Sammlungen schließt die Neue Nationalgalerie am Kulturforum nahe dem Potsdamer Platz mit Werken des 20. Jahrhunderts bis in die 1960er-Jahre an. Die Kunst der letzten Jahrzehnte bis heute zeigt der Hamburger Bahnhof – Nationalgalerie der Gegenwart, der unweit des Hauptbahnhofs liegt.
Diese drei Museen repräsentieren mit ihren zahlreichen Schlüsselwerken die großen Strömungen der Kunst sowohl in ihrer Kontinuität als auch in ihren Brüchen und ermöglichen so einen umfassenden Überblick über die Entwicklungen der europäischen, in jüngerer Zeit überdies internationalen Kunst. Darüber hinaus sind weitere, im Umfang kleinere Sammlungspräsentationen jeweils bestimmten Themen vorbehalten: Die beiden Stülerbauten gegenüber dem Schloss Charlottenburg können mit ganz besonderen, von Privatsammlern zusammengetragenen Werken aufwarten: mit Kunst der klassischen Moderne im Museum Berggruen und mit der epochenübergreifenden Ausstellung fantastischer Kunst bis zum Surrealismus in der Sammlung Scharf-Gerstenberg.
Seit Herbst 2020 ist die von Karl Friedrich Schinkel erbaute Friedrichswerdersche Kirche wiedereröffnet. Als Dependance der Alten Nationalgalerie werden hier Werke aus einer der umfangreichsten und wichtigsten Skulpturensammlungen des 19. Jahrhunderts in Deutschland ausgestellt.