Le noyau principal des collections du musée est précisément constitué d’œuvres primées ou achetées à la Biennale des premières décennies. Parmi elles, des chefs-d’œuvre célèbres, comme la Judith II (Salomé) de Klimt (1909) et le Rabbin de Vitebsk de Chagall (1914-1922).
Un des points forts du musée est la vaste collection de sculptures, parmi lesquelles les cires de Medardo Rosso, offertes au musée par l’artiste en 1914. D’autres acquisitions et legs ont doté le musée d’œuvres remarquables, de Kandinsky à Klee, de Matisse à Moore à Wildt, ainsi qu’une riche sélection de travaux d’artistes italiens et un important cabinet de gravures.
Après la grande restauration de 2002 (projet Boris Podrecca), depuis 2009 le parcours d’exposition est également étendu au deuxième étage noble monumental du palais. Au troisième étage est également hébergé le Musée d’Art Oriental, inclus dans le circuit de visite, avec billet unifié.
