O núcleo principal das coleções do museu é justamente formado por obras premiadas ou adquiridas na Bienal dos primeiros decênios. Entre elas, célebres obras-primas, como Judite II (Salomé) de Klimt (1909) e o Rabino de Vitebsk de Chagall (1914-1922).
Um dos pontos fortes do museu é a vasta coleção de esculturas, incluindo as ceras de Medardo Rosso, doadas ao museu pelo artista em 1914. Aquisições e legados adicionais dotaram o museu de notáveis obras, de Kandinsky a Klee, de Matisse a Moore a Wildt, além de uma rica seleção de trabalhos de artistas italianos e um importante gabinete de gráfica.
Após a grande intervenção de restauração em 2002 (projeto de Boris Podrecca), desde 2009 o percurso expositivo foi ampliado também para o segundo andar nobre e monumental do palácio. No terceiro andar, também está sediado o Museu de Arte Oriental, incluído no roteiro da visita, com ingresso unificado.
