Скоро на Полтавщину комитет по охране памятников. С помощью выездной комиссии комитета были национализированы художественные ценности от имен Кочубеевых, Галаганов, Капнистовых, Репниных и других дворянских имений, что значительно пополнило фонд картинной галереи. После увеличения фондовых коллекций галереи встал вопрос о придании ей статуса художественного музея и переводе в отдельное здание.
Музей удачно переехал в приобретенный в собственность частный дом, расположенный на улице Спасской города Полтавы. Здание было построено в 1912 году для помещика Болюбаши. Над строительством прекрасного здания известный архитектор П. Алешин. В истории музея было много трансформаций и перипетий. В 1934 году музей был ликвидирован и вновь преобразован в краеведческий отдел, затем в 1939 году музей снова получил статус художественного музея с прибавлением областного значения. В то время коллекции музея насчитывали более тридцати тысяч экспонатов великих мастеров 17 и 18 веков, лучшие произведения русских мастеров 19 и 20 веков. Об этом повествуют довоенный путеводитель М. Я. Рудынского.
К сожалению, почти все выставки во время войны были уничтожены и разграблены. Целыми остались только те экспонаты, которые были эвакуированы. Здесь пополнили музейный фонд и добавили еще больше новых работ послевоенного периода. В 1951 году музей продолжал свою деятельность в отреставрированном здании на улице Спасской до 2000 года.
Накануне 1100-летия полтавчане получили прекрасную возможность осмотреть Галерею современного искусства, построенную по проекту архитектора Ю. П. Олейника. Это здание занимает площадь более 2000 квадратных метров и соответствует духу современности. Здесь просторный зал, большие залы и анфилады, прекрасный пресс-центр на семь мест, даже «зимний сад» для любителей экзотики. Поскольку здание художественного музея к тому времени сильно обветшало и требовало капитального ремонта, по решению Полтавского горсовета музей переехал на улицу Фрунзе в Картинную галерею. Экспонаты музея были размещены на первом этаже двумя анфиладами, а музейный фонд размещен в специальном фондохранилище.
Ныне в левой половине анфиладной галереи размещены экспозиции произведений западноевропейского искусства: живописи, скульптуры, декоративной пластики и фарфора. В широком ассортименте представлены работы Яна Антониссена ван Равестейна, Марчелло Баччарелли, Лукаса Кранаха Младшего, Франческо Гварди и многих других мастеров.
Правая анфилада заполнена работами украинских художников, присутствуют здесь и работы русских мастеров. Гармонично сочетались настенные росписи с предметами церковной утвари и мебели 17-18 века. Главной изюминкой стали два отдельных зала с экспозициями произведений основателя музея Н. А. Ярошенко.
