Неизменно большой интерес среди посетителей музея и специалистов вызывает коллекция провинциального портрета XVIII-XIX веков. Эти произведения поступили в музей в первые годы его существования из дворянских и купеческих усадеб.

В основу собрания русской живописи второй половины XIX века была положена часть коллекции картин Ивана Петровича Свешникова (1834-1910). Среди них картины художников-передвижников: пейзажи И.И. Шишкина, Н.Н. Дубовского, Л.Л. Каменева, В.Д. Поленова, жанровые полотна П.О. Ковалевского, И.М. Прянишникова, В.Е. Маковского.

Большая роль в становлении музея и развитии его художественных коллекций принадлежит Д.Н. Кардовскому. Благодаря его усилиям, в 1927 году собрание живописи пополнилось картинами художников "Мира искусства" и Союза Русских художников. Среди них полотна А.Н. Бенуа, С.Ю. Жуковского, К.Ф. Юона, К.А. Коровина. В 1910-е годы К.А. Коровин написал много пейзажей в окрестностях Переславля, близ деревни Охотино, где у него была дача. К ним принадлежит небольшой этюд "Охотино. Река."(1920). В 1931 году по рекомендации Кардовского Союз советских художников подарил музею картины современных авторов (П.И. Котова, М.И. Авилова, А.А. Рылова). К этому же времени относятся поступления произведений художников "Бубнового валета" - И.И. Машкова, А.В. Лентулова, Н.А. Удальцовой. В 1952 году О.С. Малютина подарила музею "Портрет скульптора С.Д. Эрьзя" (1926) работы своего отца С.В. Малютина.

Особенностью коллекции современного искусства музея является ее тематическая направленность. Одним из первых художников, много работ которого посвящены Переславлю,  был А.А. Осмеркин. Летом 1948 года на реке Трубеж в Рыбной слободе он написал серию пейзажей. ( "Дом Ниткина".)

В 1956 году в Переславле-Залесском открылся Дом творчества художников и скульпторов, который носит имя Д.Н. Кардовского. Переславль с его уютом старинного русского города, богатой историей, архитектурными памятниками на долгие годы определил творческие привязанности многих художников. Здесь плодотворно работали ярославцы, владимирцы, художники Поволжья, Сибири, Москвы, Подмосковья. Постепенно сформировался круг живописцев с определенными творческими интересами, тематикой и стилистикой произведений. Тут начинали свой путь в искусстве ныне широко известные мастера: Э.Г. Браговский, В.И. Иванов, В.Е. Попков, И.А. Попов, И.В. Сорокин. "Дивным старинным русским городом", "землей обетованной" назвал Переславль А.А. Тутунов. Любят наш город и более молодые художники. Их, как и предшественников, привлекают своеобразие старинных улиц, тихие воды Трубежа, укрытые роскошными кронами старых деревьев, голубые просторы Плещеева озера, на высоких берегах которого покоятся величественные ансамбли монастырей.