Som udgangspunkt havde samlingen ingen kongelige værker, men startede ud med at erhverve sig sølle 38 malerier fra boet efter den afdøde finansmand J. J. Angerstein. The National Gallery havde til huse i hans hjem i Pall Mall nr. 100 i de første 10 år. Først i 1824 åbnede galleriet for offentligheden.
Idet ledelsen syntes, at museet var for fyldt med besøgende og dårligt passede til udstilling af malerier, lykkedes det den at overtale parlamentet til at sponsorere et nyt hjem i nærheden af Trafalgar Square. Flytningen gik godt og samlingen blev hurtigt større.
I løbet af sine første 30 år fremviste galleriet primært italienske malerier fra det 15. og 16. århundrede. Mange af disse malerier kan stadig opleves i museet. Men i løbet af årtierne er samlingen vokset til også at omfatte repræsentanter fra 1250 til 1900 efter Kristi fødsel. Selvom museet stadig har værker fra starten af det 20. århundrede, blev der i 1996 taget en beslutning om ikke at købe flere værker fra post 1900, hvilket har medført mange handler med Tate Britain.
Værkerne, der i dag skal tælles i tusinder, dækker mange af de helt store navne men også hundredvis af mindre kendte kunstnere. Her skal navnes Rembrandts selvportræt fra da han var 34 år gammel og Da Vincis Jomfru og barn med Sankt Anne og Sankt John. Desuden kan man opleve værker af Titian, Raphael, Vermeer, Holbein, Botticelli, Valásquez og Canaletto.
Som nævnt er der også meget senere værker at beundre. Cézannes ”Les Grandes Beigneuses” hænger i museet. Og hvilket museum ville være fuldendt uden en Monet med åkander eller en Renoir som f.eks. ”Paraplyerne”?
Men uden tvivl er nogle af det mest kendte værker i galleriet Van Eyck Arnolfini-portrættet, som findes i næsten enhver bog om kunsthistorie. Også J. M. W. Turners ”The Fighting Temeraire” og Van Goghs ”Solsikker” skal nævnes.
Der har kun været få større tilføjelser til bygningen indtil Sainsbury Wing i 1991. Det var en kontroversiel beslutning, men kunst skal jo helst være kontroversiel. Denne tilbygning er moderne, men alligevel ikke så stor en kontrast som I. M. Pei-tilbygningen til Louvre.
I 2004 fik museet en ny indgang ved grundplanet ved Trafalgar Square som en del af East Wing-projektet. Lige i nærheden, og teknisk set som en del af udstillingen, ligger National Portrait Gallery. Denne separate bygning huser mange af Storbritanniens bedste portrætter fra det 15. til det 20. århundrede.
Det er nemt at komme til The National Gallery og National Portrait Gallery via undergrundsbanen (the tube). Stå af ved Charing Cross Station.