В 1854 году Владимирский губернский статистический комитет заложил основы будущих музейных коллекций, создав первый во Владимире музей. В этом начинании активное участие принимали местные краеведы А.В.Смирнов, И.А.Голышев, Н.А.Артлебен, а также меценаты Ю.С.Нечаев-Мальцев, А.Л.Лосев, А.П.Бахрушин, Н.Х. и Н.Г.Бутурлины. Созданием художественной коллекции музея на рубеже 19-20 веков занимались также члены Губернской ученой архивной комиссии.После революции в музейные коллекции попали иконы и другие произведения
церковного искусства из древлехранилища братства Александра Невского, а также из многочисленных церквей и монастырей, закрытых в эти годы. Произведения искусства привозили из национализированных имений Воронцовых-Дашковых, Храповицких, Леонтьевых и т.д. Художественные коллекции музея пополнили также и поступления из Государственного музейного фонда.В 1958 году на базе Владимирского и Суздальского музеев был создан объединенный музей-заповедник, включивший в себя также многие архитектурные памятники и музеи Владимирской области.
Это был один из первых в России музеев-заповедников.В 1960-е – 1980-е годы художественная коллекция музея-заповедника пополнялась произведениями, приобретенными в частных собраниях и художественных салонах Москвы и Ленинграда, а также картинами местных владимирских художников. К настоящему времени собрание живописи музея включает около 2000 полотен, а
коллекция иконописи – более 1800 произведений.Особый интерес представляет галерея портретной живописи 18 века, составлявшая часть собрания живописи, принадлежавшего видному государственному деятелю и дипломату А.Р.Воронцову. Искусство 19 века
представлено работами В.Тропинина, И.Шишкина, И.Айвазовского, А.Саврасова, В.Маковского, Б.Кустодиева, К.Коровина.С конца 1990-х годов коллекция живописи размещена в здании бывших присутственных мест, составляя часть культурно-образовательного комплекса «Палаты». Там теперь экспонируется большая часть музейного собрания русской живописи 13-20 века, в том числе и уникальная коллекция иконописи владимиро-суздальской школы.