Près d'un millier d'œuvres allant du XIIIe au XXe siècle font de ce musée l'un des plus remarquables au niveau international. La collection comprend des artistes de l'envergure de Titien, Rubens, Rembrandt, Caravaggio, Manet, Renoir, Van Gogh, Gauguin, Kandinsky, Hopper ou Picasso.
Cette galerie offre de nombreux exemples de peintres étrangers qui n'étaient pas présents jusqu'alors : Primitifs italiens et flamands, œuvres phares de la Renaissance, nombreuses œuvres de l'époque impressionniste, comme Monet, Degas, Van Gogh et Gauguin.
Elle présente également des œuvres remarquables de l'avant-garde du XXe siècle : Fauvisme, Expressionnisme, Surréalisme, Abstraction et Pop Art. Nous pourrons admirer des œuvres de deux des principaux peintres espagnols : Picasso et Dalí.
L'ouverture du musée Thyssen-Bornemisza en 1992 a donné naissance, en réunissant les musées du Prado et Reina Sofía, à ce que l'on appelle le Triangle de l'art sur le Paseo del Prado, une zone qui concentre le patrimoine pictural le plus important d'Espagne, aujourd'hui reconnu comme patrimoine mondial du UNESCO.