Patrimonio Nacional, como institución gestora de los bienes legados al Estado por la Corona española, continúa atesorando una importante colección de pintura de los siglos XV al XX en los palacios y monasterios reales, con un total de 3.576 cuadros y 278 pinturas murales. Tras la formación en 1819 del Real Museo de Pinturas, que supuso el trasvase de un gran número de obras maestras de la Colección Real, la importancia de las colecciones reales que permanecen todavía en los Reales Sitios estriba en que al valor artístico de sus pinturas se une el de su interés histórico, ya que muchas de ellas se encuentran todavía formando parte de los programas decorativos para los que fueron creadas en los diferentes palacios y monasterios reales. Esta particularidad permite comprender mejor las necesidades representativas y estéticas de la Corte durante los distintos reinados, así como los gustos personales de cada uno de los monarcas españoles. Los fondos más importantes de la colección pictórica se encuentran en los Reales Monasterios de San Lorenzo de El Escorial, de las Descalzas Reales y de la Encarnación de Madrid, así como en el Palacio Real de Madrid y en los Palacios Reales de Aranjuez y de La Granja.
La obra más antigua es el frontal de altar con las Historias de San Luis de Toulouse, un anónimo castellano del siglo XIV del Convento de Santa Clara de Tordesillas, pero es a partir del siglo XV cuando la colección presenta obras muy importantes de las escuelas nórdicas y españolas, representadas respectivamente por Van der Weyden, El Bosco, Massys, Patinir, Durero, y el Políptico de Isabel la Católica de Juan de Flandes, o el Retablo de santa Ana de Rafael Moger. En el siglo XVI destaca la pintura religiosa vinculada a El Escorial, tanto de artistas italianos, entre los que sobresalen Tiziano, Tintoretto, Veronés, Bassano, Cambiaso, Zuccaro o Tibaldi, como españoles representados por Fernández Navarrete, Urbina, Sánchez Coello, Carvajal y Barroso. En el capítulo de la retratística cortesana es de destacar el magnífico conjunto de las Descalzas Reales y los ejemplos de El Escorial, con obras de los pintores flamencos Antonio Moro y Joris van der Straeten, o de los españoles Sánchez Coello y Juan Pantoja de la Cruz.
La pintura española del siglo XVII está valiosamente representada con obras que abarcan todas las tendencias artísticas, desde el primer naturalismo, con artistas como Tristán, Orrente o Van der Hamen, a los grandes nombres del pleno barroco, como Rizi, Carreño de Miranda o Claudio Coello, pasando por los grandes maestros de la pintura española como Velázquez, Ribera, o Zurbarán. Lo mismo ocurre con la escuela italiana, que cuenta con representación de las distintas corrientes artísticas que se desarrollaron a lo largo de todo el siglo XVII, desde Caravaggio a Carraci, Reni, Guercino, Maratta o Luca Giordano. La escuela flamenca cuenta también con magníficos ejemplares de los pintores más destacados del Barroco, entre ellos Van Dyck, Brueghel, Seghers, Snyders, Kessel o Teniers.
El siglo XVIII marca un cambio en la orientación del gusto artístico debido a la llegada al trono de España de Felipe V, primer monarca de la Casa de Borbón, propiciando la presencia en la corte de Madrid de artistas extranjeros. Ocuparán entonces los lugares de honor en la Real Cámara pintores especializados en el retrato, como Michel–Ange Houasse, Jean Ranc y Louis Michel Van Loo, así como los fresquistas Corrado Giaquinto, Giambattista Tiepolo, acompañado de sus hijos Giandomenico y Lorenzo, y Anton Rafael Mengs. Junto a ellos un grupo de pintores españoles, discípulos e imitadores de los primeros, llegaron a alcanzar cotas muy aceptables de calidad artística. Francisco de Goya será una figura singular dentro de este grupo de pintores españoles. Con la llegada de la nueva dinastía, especialmente durante los reinados de los primeros Borbones, se llevaron a cabo importantes empresas arquitectónicas: obras de acondicionamiento y ampliación de los Palacios Reales ya existentes y creación de edificios de nueva planta como el Palacio de La Granja de San Ildefonso. Esta actividad supuso una gran demanda de pintores para hacerse cargo de las decoraciones murales. Llegaron entonces a la Corte de Madrid los más afamados fresquistas del momento: los ya citados Giaquinto, Mengs y los Tiepolo. En el último cuarto de siglo las Casas de Campo presentan una decoración pictórica basada en motivos decorativos tomados de la antigüedad clásica.
El siglo XIX se inició con una continuación del academicismo clasicista imperante en el siglo anterior, hecho que se hace especialmente patente en el retrato cortesano. Las colecciones de Patrimonio Nacional cuentan con obras de extraordinaria calidad de mano de los Pintores de Cámara Vicente López, José y Federico de Madrazo; además de otros encargos hechos a retratistas de proyección europea como Franz Xavier Winterhalter.
Un gran descubrimiento del Romanticismo fue la naturaleza y con ello se consolidó el cultivo del género del paisaje. La reina Isabel II fue una gran admiradora de la pintura de Jenaro Pérez Villaamil, a quien encargó la ejecución de varias obras características del paisajismo romántico, imaginativo y fantástico.La reina también adquirió cuadros de Carlos de Haes, cuya obra es representativa del paisajismo realista. Asimismo se interesó por la pintura de género costumbrista y por los cuadros de historia presentados en las Exposiciones Nacionales de Bellas Artes. La etapa de la Restauración alfonsina contó con retratistas de la talla de José Casado del Alisal y José Moreno Carbonero.
Durante los últimos años del siglo XIX y principios del XX se produjo la renovación del paisaje a través de la luz, tendencia que implicó una atención preferente a los valores tonales de la pintura. Joaquín Sorolla fue muy valorado por Alfonso XIII, quien se interesó vivamente por su arte. Desde 1907 hasta la muerte del pintor se estableció una estrecha relación entre ambos, como demuestran los numerosos encargos que a partir de ese año recibió para retratar a la Familia Real. Ejemplo de ello es el retrato de Alfonso de Borbón niño en el Alcázar de Sevilla, de 1908, que se custodia en el Palacio Real de Madrid.