Музей располагает значительной коллекцией произведений отечественного и зарубежного искусства. Здесь проходят выставки, экскурсии, лекции, встречи с творческой интеллигенцией, презентации, концерты.

В 1939 г. была учреждена Чувашская государственная художественная галерея, выделившаяся из отдела ИЗО Краеведческого музея. Основой ее фондов явились 293 произведения живописи, графики, скульптуры и декоративно-прикладного искусства художников Чувашии, русских и советских мастеров. К этому событию было приурочено открытие выставки в недействующем в то время Введенском соборе. К концу 1939 г. собрание художественной галереи насчитывало 1 036 ед. хранения.

С началом Великой Отечественной войны фонды галереи были законсервированы. Около трех лет они хранились в Успенской церкви, но галерея продолжала работать, проводя выставки местных и эвакуированных художников в парках, кинотеатре «Родина», Доме Красной Армии, театре.

Галерея вновь открылась для посетителей 1 сентября 1944 г. в бывшем доме Боне (Таланцевых).

В 1972 г. Художественной галерее был передан бывший особняк Ф. П. Ефремова. В 1980-х гг. экспедиции по Чувашии, регионам компактного проживания чувашей положили начало коллекции чувашского народного искусства. Стали проводиться исследования чувашского народного творчества, орнамента, костюма.

В 1985 г. Чебоксары приняли VI зональную выставку «Большая Волга». По проекту архитектора В. Д. Шатилова было построено новое трехэтажное здание. Галерея была переименована в Чувашский государственный художественный музей. В новом здании разместилась постоянная экспозиция чувашского изобразительного искусства, а в старом «ефремовском» особняке экспонируются произведения русского и западноевропейского искусства XVII – нач. XX в. В 1990 г. был открыт филиал ЧГХМ – Мемориальный музей-квартира М. С. Спиридонова. В 1996 г. Художественному музею был передан Выставочный зал (ныне Центр современного искусства).