Die ersten Bilder der größten Kunstsammlung Dänemarks stammen aus der königlichen Kunstkammer. Als 1884 Schloss Christiansborg brannte, wurde auch die Königliche Gemäldesammlung obdachlos. Der Architekt Vilhelm Dahlerup, der zur gleichen Zeit die Carlsberg-Glyptothek plante, gab der Sammlung 1896 ein neues Zuhause. 1998 bekam das Gebäude einen modernen Anbau. Die Kopenhagener stritten heftig darüber, ob Alt und Neu zusammenpassen würden. Nach wie vor halten viele den Bau für missglückt, für die Kunst jedoch hat diese großzügige Lösung neue Räume geschaffen. In denen sind v.a. Werke dänischer Künstler zu sehen: Zwischen 1816 und 1858 entstandene Gemälde von C.W. Eckersberg, Christian Købke, Constantin Hansen und Wilhelm Bendz, von den Skagenmalern Anna und Michael Ancher sowie der Bornholmer Schule mit Kristian Zahrtmann, Karl Isakson und Oluf Høst. Im Altbau hängen überwiegend Werke aus Frankreich, Italien und den Niederlanden, darunter Bilder von Brueghel, Rubens, Rembrandt, Tizian und Matisse.