Česká moderní malba a sochařství 20. století obsahuje díla všech významných českých umělců 1. pol. 20. století od J. Preislera, A. Slavíčka, J. Hudečka, přes F. Kupku, proslulého i ve světovém kontextu, E. Fillu, B. Kubištu, A. Procházku až k J. Šímovi, za sochařskou tvorbu nutno zmínit S. Suchardu, B. Kafku, F. Bílka, L. Šalouna, O. Gutfreunda a J. Štursu. Surrealistické tendence reprezentují J. Štyrský a Toyen, V. Makovský, J. Wágner a L. Zívr, civilistní poezii umělci Skupiny 42. Druhá polovina 20. století postihuje všechny významné umělecké proudy a tendence od informelu až k nejmladší generaci. Součástí sbírky moderního a současného umění je početná architektonická dokumentace oddělení architektury. Moderní světové umění je proslulé hlavně tzv. francouzskou sbírkou 19. a 20. století s díly většiny významných představitelů malby a sochařství. Zároveň však spravuje díla dalších významných osobností: G. Klimta, E. Schieleho, O. Kokoschky, E. Muncha, P. Kleea, J. Miróa, A. Tapiese, L. Fontany a dalších.
