La collection de Jacques et Guy Thuillier donnée au musée en 1999 se compose d’environ 15 000 œuvres, dessins, estampes et ouvrages. Après la mort de son frère en 2011, Guy Thuillier a souhaité compléter ce don par d’autres œuvres ayant décoré les appartements parisien et nivernais des deux frères. Elles témoignent de l’éclectisme des goûts de Jacques Thuillier, historien de l’art et collectionneur et apportent une vision plus intime de l’homme.
Les Amis du musée des Beaux-Arts – Association Emmanuel Héré contribuent régulièrement à l’accroissement des collections, comme en témoignent le tableau de Paul-Émile Colin, Bergers sous la lune, ou les aquarelles de André Rosemberg. Chef de l’atelier décor à la manufacture Daum, celui-ci prit ensuite la direction de La Belle Étoile, filiale à Croismare de la verrerie nancéienne. Parmi les dons des Amis, on peut voir aussi quelques dessins d’Émile Friant venus compléter le riche ensemble déjà présent au musée.
C’est par le legs d’un descendant de Charles de Meixmoron de Dombasle qu’un autre dessin de l’artiste est entré récemment dans les collections nancéiennes : le Portrait de Geneviève de Meixmoron de Dombasle. Parmi ce legs se trouvent aussi plusieurs tableaux de Meixmoron dont la scène de canotage ici exposée.
Un musée achète aussi des œuvres. Depuis 2019, de nombreuses photographies sont venues enrichir la collection comme récemment, trois de Michael Kenna, dont deux ont été offertes par l’artiste.