Сегодня музей занимает три здания. Экспозиция отечественного искусства представлена во Доме военного губернатора в кремле, экспозиция западноевропейского искусства располагается в доме Дмитрия Сироткина на Верхневолжской набережной, экспозиция искусства XX века на площади Минина и Пожарского.
Собрание музея включает коллекции русского, западноевропейского и восточного искусства. Среди более чем 12000 музейных предметов - произведения, имеющие национальное и мировое значение.
Выставочные проекты НГХМ реализует в Манеже (Нижегородский кремль, корпус 1А) и в выставочном Пакгаузе (улица Стрелка, 21 И).