Музей обладает ценнейшей коллекцией отечественного искусства ХХ века. Она насчитывает сегодня около четырех тысяч произведений, созданных мастерами Москвы, Санкт- Петербурга (Ленинграда) и других художественных центров страны.
Многие работы коллекции можно по праву считать шедеврами отечественного искусства. Картины прославленных художников России- Петра Кончаловского, Александра Осмёркина, Николая Ромадина, Владимира Стожарова, Евсея Моисеенко и других авторов экспонировались на престижных выставках страны и за рубежом, вошли в специальные издания, монографии, альбомы по изобразительному искусству.
Коллекция отечественного искусства начала формироваться в 1960- е годы, с первых лет работы музея. Её основу составили произведения Аркадия Рылова, Альфонса Жаба, Василия Мешкова и других мастеров, переданные из Государственного краеведческого музея. Затем коллекция пополнялась за счет поступлений из запасников Министерства культуры СССР и РСФСР.