U Zbirci slikarstva nalazi se više od tristo četrdeset djela nastalih od 15. do polovice 20. stoljeća. Među njima posebno mjesto zauzima manja skupina slika nastalih u radionicama istaknutih dalmatinskih i dubrovačkih majstora 15. i 16. stoljeća. Takvo je djelo Bogorodičin poliptih izrađen u radionici Blaža Jurja Trogiranina u duhu kasnoga venecijanskoga trečenta.

U stalnom postavu izložena su i djela Lovre Dobričevića Sv. Vlaho te Mihajla Hamzića Krštenje Kristovo. Školovani u Italiji, po povratku u Dubrovnik obojica otvaraju vlastite radionice stvarajući osebujan stil koji povezuje nove renesansne težnje s načelima kasnogotičkog slikarstva.

Iz istoga su razdoblja djela stranih, mahom talijanskih slikara, poput Parisa Bordonea Venera i Adonis, Vicenza Catene Djevojka i flautist, te poneko djelo srednjoeuropskih slikara.

Najveći dio slika iz 17. i 18. stoljeća nastao je također u Italiji, uz nekoliko iznimaka francuske, njemačke i dubrovačke provenijencije.

U Zbirci se nalazi više od 100 portreta Dubrovčana, istaknutih znanstvenika, pisaca i političara (Ruđer Bošković, Marin Getaldić, Stjepan Gradić, Ivan Gundulić), kojima su autori manje poznati ili anonimni slikari.