Музей володіє значною колекцією західноєвропейського мистецтва XV - XIХ століть, до якої належать роботи художників Італії, Голандії, Франції, Німеччини, Австрії.
Італійське мистецтво представлено роботами майстрів XVI - XVIII ст., серед них Тімотео Вітті, Лодовіко Мацоліно, Бартоломео Манфреді, Гвідо Рені, Франческо Фуріні, П'єтро да Картона, Андреа Саккі та інші.
Колекція музею знайомить також з особливостями нідерландського мистецтва XVI ст. на прикладах творів найвизначніших художників того часу: Йоса ван Клеве, Іоахіма Патініра, Яна Скореля, Пітера Брейгеля Молодшого.
Творчість відомих голландських митців презентовано у різних жанрах: побутові картини Корнеліса Дрохслота, Андріана ван ден Венне, Віллема Дейстера, пейзажі Яна ван Гойєна, Класа Моленара, Алберта Кейпа, портретні твори Фердинанда Боля (учня Рембрандта), натюрморт Ханса ван Санта тощо.
Зразками фламандського живопису XVII ст. є полотно відомого майстра натюрморту Олексендра Андріансена, побутові картини Давида Тенірса, жанрові композиції Бальтазара ван ден Босхе.
У колекції зберігаються твори бельгійських художників XIX століття, чия творчість належить до періоду розквіту національного мистецтва: Фердинанда де Бракелера, Франсуа Верхейдена, Луї Роббе.
Серед австрійських майстрів найбільш ранні твори виконано відомим живописцем XVIII століття – Йоганном Георгом Платцером. Мистецтво Німеччини XVII століття презентують композиції майстра багатоколірних та декоративних квіткових натюрмортів – Абрахама Міньона, характерні сценки з бюргерського побуту Адольфа Еберле та пейзажі-ведути Фрідріха Нерлі.
Твори західноєвропейського мистецтва не тільки представляють етапи формування музейного зібрання, а й свідчать про високий рівень однієї із найцінніших збірок в Україні.