Le musée des Beaux-Arts abrite l’une des plus prestigieuses collections publiques de France qui réunit peintures, sculptures, dessins et objets d’art de toutes écoles, du XVe siècle à nos jours. Pérugin, Gérard David, Clouet et Véronèse constituent les premiers grands jalons d’un parcours qui se prolonge avec un ensemble exceptionnel de peintures du XVIIe siècle : il compte des chefs-d’œuvre de Rubens, Caravage, Velázquez, Vouet, La Hyre, Poussin, Le Sueur… Les salles consacrées à l’art du XVIIIe siècle confrontent des peintures de Fragonard, Boucher et Hubert Robert, des sculptures et des objets d’arts. Par la richesse du fonds, par l’ampleur des mouvements artistiques représentés, par la présence d’œuvres de référence des plus grands maîtres d’Ingres à Monet, le musée est un temple de la peinture du XIXe siècle : Géricault, Delacroix, Corot, Gustave Moreau, Degas ou Monet y sont représentés par certains de leurs chefs-d’œuvre, alors que la donation de François Depeaux (1909) a établi à Rouen la première collection impressionniste de France hors de Paris. Modigliani, Dufy et les frères Duchamp ouvrent les collections du XXe siècle, qui se développent essentiellement autour du groupe de Puteaux, puis de l’abstraction (Vieira da Silva, Dubuffet, Nemours). Avec des œuvres ambitieuses de Delvoye ou Varini, l’art du XXIe siècle est désormais entré au musée.
Régulièrement exposés, souvent prêtés à l’extérieur, les dessins du musée des Beaux-Arts contribuent depuis longtemps au rayonnement de l’institution. Jouant de la complémentarité avec le fonds conservé à la Bibliothèque municipale, le cabinet d’arts graphiques riche de quelque huit mille feuilles bénéficie d’une réputation internationale, largement redevable à l’exceptionnelle donation d’Henri et Suzanne Baderou en 1975 : avec plus de cinq mille dessins, ce sont des pièces majeures de Vouet, Tiepolo, Ingres ou Degas qui ont alors rejoint le musée. Plusieurs évènements ont permis de dévoiler au moins partiellement la richesse du fonds rouennais, notamment à l’étranger : mentionnons notamment l’exposition anthologique présentée à Washington, New York, Minneapolis et Malibu en 1980-1981 (French master drawings from the Rouen Museum : from Caron to Delacroix). Les dessins italiens ont fait l’objet d’une luxueuse publication (Grandi disegni italiani delle collezioni pubbliche di Rouen, 2003), réalisée à la demande de Silvana Editoriale.