24 января 1939 года постановлением Совета Народных Комиссаров БССР в Минске была создана Государственная художественная галерея БССР, расположившаяся в 15 залах здания Высшей коммунистической сельскохозяйственной школы. Первым её директором был художник-керамист Михолап, Николай Прокопьевич (1886—1979). Были получены самые ценные произведения культового искусства изъятые из храмов; собраны большие фонды живописи, графики и декоративно-прикладного искусства; переведены произведения из отделов изобразительного искусства исторических музеев Минска,Витебска, Могилёва и Гомеля; несколько произведений подарили крупнейшие музеи СССР. После присоединения Западной Белоруссии галерея получает экспонаты из национализированных усадеб и замков. В начале 1941 года в галерее уже имелось 2711 произведений, из которых 400 выставлялось. С началом Великой Отечественной войны коллекцию галереи эвакуировать не успели и она была разграблена. После войны была возвращена только небольшая её часть.
Директором галереи с 1944 года была Аладова, Елена Васильевна (1907—1986), заведовавшая до войны отделом русского и белорусского искусства. После освобождения Минска Галерее предоставили четыре комнаты Дома Профсоюзов на площади Свободы. После войны правительство БССР активно финансировало пополнение коллекции музея. В 1946 году имелось уже 317 произведений. В ноябре следующего года открылась постоянная экспозиция.
С 10 июля 1957 года галерея была переименована в Государственный художественный музей БССР. Строительство нового здания с десятью залами, расположенными на двух этажах, и вместительной галерей было завершено в 1957 году за восемь лет, автором проекта был Бакланов, Михаил Иванович. 5 ноября состоялось торжественное открытие. Коллекция в те годы насчитывала около 3 тысяч произведений. Коллекция русского искусства происходит в основном из частных коллекций.
На 1970-е — начало 1980-х годов пришёлся пик выставочной деятельности музея. В 1977 году музей возглавил художник-график Карачун Ю. А. Открываются несколько филиалов музея: районная картинная галерея в Гуринах под Мозырем (1978), Музей народного искусства в Раубичах (1979), Музей В. К. Бялыницкого-Бирули вМогилёве (1982), Архитектурный комплекс XVI—XVIII веков в Гольшанах (1989), Дворцово-парковый комплекс XV—XX веков в Мире (1992).
В 1989 году музею передано здание по улице Кирова, 25, где разместился лекторий, отделы и службы музея. В 1993 году началось строительство нового корпуса музея — пристройки к основному зданию (архитектор В. С. Белянкин). С 1993 года музей именуется Национальным художественным музеем Республики Беларусь. С 1994 года музей имеет свой архив, с 1989 — реставрационные мастерские. В 1999 году НХМ РБ передано соседнее 5-этажное здание по ул. Ленина, 22. В 2000 году в Минске открыт ещё один филиал — Музей «Дом Ваньковичей. Культура и искусство первой половины XIX века».
Сегодня это один из богатейших музеев Восточной Европы. В экспозиции, филиалах и фондохранилищах имеется более 27 тысяч произведений, формирующих 20 коллекций и составляющих собрание национального искусства и собрание памятников искусства стран и народов мира
