Grundstock der Sammlung Marx bilden Werke von weltbekannten Künstlern wie Andy Warhol, Cy Twombly, Robert Rauschenberg, Roy Lichtenstein, Anselm Kiefer und Joseph Beuys. Die Sammlung Marzona fokussiert sich auf Land- und Minimal Art. Sie beinhalten über 600 Werke von unter andere Charlotte Posenenske, Sol LeWitt und Mario Merz. Die Friedrich Christian Flick Collection umfasst rund 1500 Werke, die der Nationalgalerie als Dauerleihgaben zur Verfügung gestellt wurden. Darunter finden sich Schätze von zum Beispiel Alberto Giacometti, Georg Baselitz, Gerhard Richter und Nam June Paik.