Der Sammlungsbereich 19. Jahrhundert beginnt um 1800 und reicht bis zu Werken der 1910er- und 1920er-Jahre, die dem Spätimpressionismus zugerechnet werden können. Neben Gemälden und Skulpturen der Stuttgarter Klassizisten gehören Arbeiten der deutschen Romantiker und Realisten sowie Gemälde französischer Impressionisten und Postimpressionisten zum Bestand. Einen weiteren Höhepunkt bilden Werke des Schweizers Ferdinand Hodler und der deutschen Impressionisten. Die Sammlung umfasst etwa 1.200 Gemälde und Skulpturen.
Stuttgarter Klassizismus
Die zahlreichen Historiengemälde und Porträts stammen überwiegend von Absolventen der Stuttgarter Hohen Carlsschule. Zur Sammlung gehören Gemälde von Philipp Friedrich Hetsch, Gottlieb Schick, Eberhard Wächter sowie Skulpturen von Johann Heinrich Dannecker, dessen Werkstattnachlass die Staatsgalerie besitzt. Ihre Kunst ist von französischen Vorbildern des späten 18. und frühen 19. Jahrhunderts geprägt und eng mit der Gründung der Staatsgalerie verbunden. Auch um die Werke der Klassizisten adäquat präsentieren zu können, wurde das ehemalige Museum der Bildenden Künste ab den 1830er-Jahren errichtet.
Romantik und Realismus
Die romantischen Landschaften von Caspar David Friedrich, Carl Gustaf Carus und Joseph Anton Koch ergründen die Geheimnisse der Natur. Anselm Feuerbach und Arnold Böcklin hingegen finden Mitte des 19. Jahrhunderts ihre Welt in den Mythen der Antike gespiegelt. Carl Spitzweg prägt mit seinen humoristischen Werken schließlich unser Bild vom Biedermeier und dessen scheinbarer Idylle: Die »gute alte Zeit« ist auch damals schon bloße Utopie.
Der Perseus-Zyklus
Der Perseus-Zyklus des britischen Präraffeliten Edward Burne-Jones gehört als eine Art viktorianische Zeitkapsel zu den Höhepunkten der Sammlung: In acht geheimnisvoll-verstörenden Bildern wird die Geschichte des griechischen Halbgottes Perseus und der von einem Seeungeheuer bedrängten Königstochter Andromeda erzählt. Diese als Raumdekoration geplante Werkgruppe ist einzigartig auf dem europäischen Kontinent.
Französischer Impressionismus und Postimpressionismus
Hauptwerke von Gustave Courbet, Edouard Manet, Auguste Renoir, Mary Cassatt, Alfred Sisley sowie Claude Monet und Camille Pissarro bieten einen umfassenden Überblick über die Landschafts- und Figurenmalerei des französischen Impressionismus. Den Postimpressionismus repräsentieren Werke von Paul Gauguin, Paul Cézanne sowie die zur Gruppe der »Nabis« zählenden Eduard Vuillard und Pierre Bonnard.
Sezessionismus und deutscher Impressionismus
Die Brücke ins 20. Jahrhundert schlägt ein bedeutender Werkkomplex der deutschen Impressionisten Max Slevogt und Lovis Corinth sowie eine Serie von Hauptwerken des Schweizers Ferdinand Hodler, darunter sein monumentales Gemälde »Rückzug von Marignano«.