Збірка музею почала формуватись на основі приватних колекцій в 1920 році, перші художньо-історичні експозиції відкрились для відвідувачів в 1921 році. Історія заснування музею пов’язана з трагічною долею першого директора Никанора Харитоновича Онацького - художника, поета, педагога, мистецтвознавця.
Музейна збірка нараховує біля 15 тисяч експонатів: живопис, графіка та скульптура по розділам: українське та російське мистецтво 18 поч. 20 ст., радянське та зарубіжне мистецтво (Італія, Франція, Фландрія, Голландія, Германія, Польща), а також колекція нумізматики: російські, польські монети. Основна частина колекції зберігається в приміщенні колишнього Казначейства, пам’ятника архітектури поч. XX ст.
У музеї створено два окремих відділи. Відділ декоративного мистецтва репрезентує зразки професійного і народного декоративного мистецтва України та Росії, вироби західноєвропейських та східних майстрів 16 - поч. 20 ст.. Галерея скульптури І. П. Кавалерідзе - зберігає художньо-меморіальний спадок відомого скульптора, драматурга і кінорежисера. Музейна колекція, окрасу якої складає український іконопис 18 ст., живопис В. Боровиковського, О. Кіпренського, І. Айвазовського, офорти Т. Шевченка, графіка К. Трутовського, Л. Жемчужникова, твори передвижників, українських демократів В. Васильківського, П. Левченка, С. Светославського, Д. Пимоненка, - талановитих земляків: Н. Онацького, М. Нарбута, К. Власовського, скульптора М. Лисенка, родини Кричевських, в останні роки поповнилась новими розділами - творами українських художників часу незалежності та місцевих майстрів.
Шторм. 1865 Місячна ніч в Криму. 1839 Морський пейзаж. 1853 Спадщина одного з видатних мариністів світу І. К. Айвазовського (1817 - 1900) у колекції Сумського музею охоплює всі періоди творчості митця. Це живопис і графіка, у яких оспівується Чорне море від повного штилю («Морський краєвид», «Ялта») до дев’ятибальних штормів («Шторм»), романтичні краєвиди Кримського узбережжя («Місячна ніч в Криму. Гурзуф») та мотиви Генуезької фортеці («Фортеця біля моря»). Таким, наближеним до натури пейзажам, властива ефектність, а також майстерне відтворення стану морської стихії.
Ранній твір Віктора Зарецького «Дівчинка з соломинкою» є одним з кращих дитячих образів в українському мистецтві ХХ ст. У своєму рішенні картина наближена до дитячого малюнка, але чисті, яскраві кольори з професійною майстерністю гармонійно об’єднані в одне ціле; лаконічна, дещо площинна композиція строго підпорядкована ідейному задуму – єдності людини і природи та розкриттю психологічного стану образа. В літній сонячний пейзаж органічно вписана постать веселої дівчинки з задерикуватим поглядом зелених очей, з який прориваються іскорки незалежного характеру. Засмагле обличчя відтіняє біла хустка, з-під якої вибивається неслухняне руде волосся, мов ті соломинки, одну з яких вона тримає в усміхнених вустах. Ця картина виявилась співзвучною настроям шестидесятих років – періоду відродження національної ідеї, демократичних поглядів у суспільстві.
Під вечір1966 З любов'ю і хвилюванням художник пише гірський пейзаж славетних Карпат. Образ рідної землі наче втілює ідеал піднесеної, в той же час, такої щирої і земної краси. Звучні фарби пейзажу переливаються під променями закарпатського сонця, що останніми своїми сполохами майорить на вершинах гір. Сміливими, енергійними ударами пензля живописцю вдалося поєднати урочисту декоративність з проникливим ліричним спокоєм Карпатських гір. Площинність, уповільнений ритм, геометричність створили полотно, що при своїх невеликих розмірах тяжіє до фрески, ніби воно є фрагментом великого стінного розпису.
В окупованому місті»Погляд на Другу світову війну художники висвітлювали особисто, через індивідуальне сприйняття. До теми окупації України під час фашистської навали ще студентом Київського художнього інституту звертається художник-шістдесятник Яким Давидович Левич (1933 – 2019). Сюжетом його твору постає окупований Київ, який закарбувався в пам’яті з дитячих років. Зображально-виразними засобами відбито сюжет з двома жінками, які смиренно намагаються сприймати ситуацію, пов’язану з особливою скрутою під час окупації рідного міста Третім Рейхом. Автором використаний великий (на повний зріст) вертикальний формат з нижньою точкою зору. Згадуючи ті події, художник з особливою повагою вшановує та вклоняється незламним жінкам, які терпляче переносять усі труднощі війни в рідному місті. Обираючи відповідну композицію, у напруженій тональності втілює митець свої дитячі спогади, сповнені важкими переживаннями, згадуючи жінок із червоними пов’язками на руках біля стіни будівлі з написом «бомбосховище». Навколо них всі ознаки війни, як-то: руїни, металеві огорожі та ін. Картина написана у 1958 році в стилі вітчизняного реалістичного мистецтва з типовими прикметами епохи, й одразу була придбана Дирекцією виставок Міністерства культури України, а наступного року – передана сумському музею.
«Рідна мати моя»Теплі, зворушливі спогади дитинства, невимовний біль за недовгими роками щастя поруч з рідною людиною огортають, коли дивимось на полотно «Рідна мати моя» з колекції музею ім. Н. Онацького. На думку спадає всесвітньо відома «Пісня про рушник» поета Андрія Малишка та композитора Платона Майбороди. Саме невмирущі рядки: «Рідна мати моя, ти ночей не доспала… І рушник вишиваний на щастя, на долю дала…», надихнули відомого одеського художника, уродженця Глухова Костянтина Ломикіна (1924 – 1993) на створення цієї картини, моделлю якої була його рідна матуся Софія Ісидорівна. Робота Народного художника України Костянтина Матвійовича Ломикіна зігріває серце сонячним світлом, яке пронизує все полотно: й схилену над вишиванням рушника літню жінку, й білизну, що сушиться на мотузці, й стару хатинку на другому плані, й весь зеленувато-синій літній пейзаж, в який органічно вписано образ матері. Живописець й графік К. Ломикін вміло поєднує працю людини з красою природи, що робить створений їм образ довершеним. Ця лірична робота, як і безліч його пейзажів, портретів та натюрмортів, поєднує у собі реалізм та імпресіонізм. Щодо останнього, художник захоплювався творчістю відомих французів: Едгара Дега, Клода Моне, Леона Бакста, Огюста Ренуара.
Про плани щодо реконструкції комплексу Сумського обласного художнього музею ім. Н. Онацького в рамках «великої реставрації» об’єктів культури розповів Прем’єр-міністру України Денису ШМИГАЛЮ і Міністру культури та інформаційної політики Олександру ТКАЧЕНКУ голова Сумської облдержадміністрації Роман ГРИЩЕНКОДенис Шмигаль оглянув колекцію музею, зокрема, твори Тиціана, Пальми Молодшого, Луки Джордано, Франческа Солімени, Геріта ван Хонтхорста, Клода Верне, Леопольда Буальї, Елізабет Віже Лебрен та інших майстрів. «Зібрання музею – це понад 17 тис. творів Східного, Західноєвропейського та вітчизняного образотворчого, декоративного мистецтва ХVІ-ХХІ ст. національного і світового рівня, – розповів Главі Уряду Роман Грищенко. – На жаль, сьогодні понад 90% творів мистецтва зберігаються в фондосховищі. Насамперед, образотворчого та декоративно-ужиткового мистецтв ХІХ - ХХI століть». У рамках програми «Велике будівництво в культурі-2021» планується добудова сучасного корпусу виставкового залу художнього музею. Орієнтовна вартість – 120 млн грн. Проєктом передбачено також створення 3-поверхового виставкового комплексу, наявність скульптурного залу, утворення відкритого підземного простору за принципом сучасного Версалю. Планується і загальна реставрація будівлі музею. За оцінками експертів, загальна вартість ремонт-реставрації об’єкту складає 35 млн грн. Проектом передбачено санітарно-технічне облаштування та приєднання будівлі до міських каналізаційних мереж; заміну вікон, покрівлі та даху; облаштування робочих місць для персоналу музею; ремонт фасаду та експозиційних залів. ОБЛАСНИЙ ХУДОЖНІЙ МУЗЕЙ ХОЧУТЬ ПЕРЕТВОРИТИ НА СУМСЬКИЙ ВЕРСАЛЬ