Dzieła malarskie pozwalają zapoznać się z poszczególnymi kierunkami, nurtami i tendencjami występującymi w sztuce polskiej od końca XVIII wieku do 1939 roku: z romantyzmem, „szkołą monachijską”, „szkołą nazareńską”, akademizmem, historyzmem, realizmem, malarstwem czerpiącym z osiągnięć impresjonizmu, symbolizmem oraz prezentujące stylistykę młodopolską o formie zbliżonej do secesyjnej. Wśród autorów odnaleźć można m.in.: Teodora Axentowicza, Olgę Boznańską, Józefa Chełmońskiego, Daniela Chodowieckiego, Juliana Fałata, Wojciecha Gersona, Maurycego Gottlieba, Wlastimila Hofmana, Władysława Jarockiego, Juliusza Kossaka, Franciszka Ksawerego Lampiego, Jacka Malczewskiego, Jana Matejkę, Piotra Michałowskiego, Józefa Pankiewicza, Władysława Podkowińskiego, Ferdynanda Ruszczyca, Kazimierza Sichulskiego, Henryka Siemiradzkiego, Jana Stanisławskiego, Józefa Szermentowskiego, Wojciecha Weissa i Stanisława Wyspiańskiego. Duży zbiór stanowią obrazy autorstwa urodzonego w Bydgoszczy akademickiego malarza Maksymiliana Antoniego Piotrowskiego.

Kolekcja obejmuje również obrazy artystów szkół niemieckiej, włoskiej, holenderskiej, hiszpańskiej i francuskiej, tworzących od XVII do połowy XX wieku, w tym niewielki zespół miniatur.

Istotny zbiór stanowią obrazy urodzonego w Bydgoszczy Waltera Rudolfa Leistikowa – współzałożyciela „Berlińskiej Secesji”; kolekcja jego prac została stworzona w latach 40. XX wieku i jest największym w kraju zespołem dzieł artysty.

W zbiorze odnajdziemy pojedyncze przykłady rzeźby kamiennej i drewnianej, wykazujące cechy charakterystyczne dla sztuki romańskiej, gotyckiej i barokowej, ale przede wszystkim prace rzeźbiarskie będące świadectwem twórczości artystów polskich i zagranicznych, wśród autorów znajdują się m.in.: Kswery Dunikowski, Antoni Kurzawa, Konstanty Laszczka, Ferdynand Lepcke, Władysław Marcinkowski, Olga Niewska, Teodor Gajewski, Edward Wittig.