В первые годы существования Тверская картинная галерея входила в состав Тверского музея, основанного в 1866 году. Как самостоятельное заведение она была вновь открыта в 1937 году. С 1969 года Тверская картинная галерея располагается на территории Путевого дворца Екатерины II.
В картинной галерее представлены произведения русского и западноевропейского искусства, начиная с XV века.
В экспозицию древнерусского искусства XIV-XVI вв. входят иконы мастеров Тверской художественной школы, фрески того же времени, деревянная скульптура, медные пластические работы.
Наибольшую ценность представляет коллекция русского искусства XVIII-XX вв. Она представлена портретами, написанными кистями известных мастеров: И. Вишнякова, А.Антропова, В.Боровиковского, С.Щукина, В.Тропинина. Живопись XIX-XX вв., представленная в Тверской картинной галереи, не менее интересна. В эту экспозицию включены полотна И.Левитана, С.Жуковского, И.Грабарь, А.Степанова, В.Бялыницкого-Бируля, В.Серова и др.
Интересно представлена в музее и экспозиция русской скульптуры XX века. В ней можно найти выдающиеся работы Н.Андреева, В.Мухиной, С.Коненкова, Б.Королева, И.Фрих-Хар, И.Ефимова, Э. Неизвестного, О.Комова.
Коллекция произведений западноевропейского искусства представлена живописными полотнами, графикой, гравюрой. В нее вошли произведения Л.Короны, С.де Брая, Ф. де Труа, К.Ж. Верне и др.
Также в галерее широко представлено декоративно-прикладное искусство, не только России, но и Европы и Востока.