Одной из самых ярких и значительных коллекций музея стало собрание живописи художников России XVIII-начала XX веков.

Первые экспонаты этой коллекции были переданы в музей в 1960 году - «Неизвестная в черном платье» кисти Константина Маковского привезена в Сталинград в июне 1960 года. Портреты, созданные А.Антроповым, П.Ротари, В.Тропининым, С.Зарянко, К.Коровиным, пейзажи М.Воробьева, А.Боголюбова, И.Айвазовского, В.Поленова , композиции К.Брюллова, Н.Пимоненко, Н.Богданова-Бельского, М.Нестерова были переданы в ВМИИ в 1960-е годы и вошли в состав первых экспозиций русского искусства, открытых в 1963 году. В 1980 году в музей была переданы произведения из собрания Н.Арнинг-Зайцевой, в числе которых были работы В.Маковского, Н.Рериха, С.Жуковского, В.Серова, И.Шишкина, М.Ларионова.

Усилиями нескольких поколений музейщиков фонды пополнились произведениями А.Саврасова, И.Шишкина, В.Маковского, Ф.Малявина, К.Петрова-Водкина, А.Савинова, И.Машкова и других мастеров. В Волгоградском музее изобразительных искусств имени И.И.Машкова сложилась яркая и самобытная коллекция живописи художников России XVIII-начала XX веков, в которую входит более 130 произведений.