Nacionalinė dailės galerija yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys. Ji veikia naujajame Vilniaus visuomeninio ir komercinio gyvenimo centre – Konstitucijos prospekte, kuris yra dešiniajame Neries upės krante. Savo veiklą galerija pradėjo 1993 metais. Ji kaupia, moksliškai tyrinėja ir lankytojams pristato XX ir XXI a. Lietuvos dailę, kaip pasaulio moderniosios meninės kultūros dalį. NDG veikia kaip šiuolaikiškas daugiafunkcis meno ir kultūros centras, siekiantis dialogo su visuomene. Tai aktyvios komunikacijos erdvė, kurioje žiūrovai susipažįsta su nuolatine ekspozicija, parodomis, dalyvauja kultūros renginiuose, paskaitose ir edukacinėse programose. Čia veikia ir Dailės informacijos centras.

Palangos gintaro muziejus yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys, kasmet  sulaukiantis daugiausiai lankytojų.

Muziejus įkurtas grafo Felikso Tiškevičiaus ir jo žmonos Antaninos Kožbok-Lonckos (Korzbok-Łąckos) 1897 metais pastatytuose rūmuose. Juos projektavo garsus vokiečių architektas Francas Švechtenas (Franz Schwechten). Rūmai stovi pačioje gražiausioje Palangos vietoje – parke, kurį suprojektavo prancūzų kraštovaizdžio architektas Eduardas Fransua Andrė (Édouard François André). Po Antrojo pasaulinio karo čia veikė Dailininkų kūrybos ir poilsio namai, o 1963 metų rugpjūčio 3 dieną dviejose šių rūmų salėse atidaryta pirmoji Palangos gintaro muziejaus ekspozicija. Muziejaus atidarymas tapo svarbiu Lietuvos kultūrinio gyvenimo įvykiu. Greitai pirmoji ekspozicija išaugo į svarbų gintaro rinkimo, tyrinėjimo ir populiarinimo centrą, vienu iš labiausiai lankomų muziejų Lietuvoje. Dabar muziejaus rinkiniuose jau yra daugiau negu 30 tūkstančių eksponatų, iš kurių 5 tūkstančiai lankytojams pristatomi nuolatinėje ekspozicijoje. Ji kasmet yra tobulinama, plečiama, papildoma naujai įsigytais eksponatais.
Ekspozicijoje pristatomos dvi pagrindinės temos: tai gintaro susidarymas Žemės evoliucijos eigoje ir gintaro panaudojimas kultūros istorijoje. Jos susideda iš kelių potemių. Su svarbiausiomis iš jų lankytojai turi galimybę susipažinti ekskursijos metu.
Pirmoji gintaro ekspozicijos salė skirta Baltijos gintaro susidarymui, jo palyginimui su visame pasaulyje randamu gintaru bei iškasamaisiais sakais.
Kaip gintaras susiformavo? Prieš 55–40 milijonų metų senajame Skandinavijos žemyne šilto ir drėgno klimato sąlygomis augo gintaro miškas. Čia, greta pušų šeimos spygliuočių, žaliavo ir subtropiniai augalai, miškuose buvo daug gyvūnų, ypač vabzdžių. Šiltėjant klimatui gintarmedžiai nebeprisitaikė prie naujų oro sąlygų ir pasidarė labai sakingi. Išskirdami gausius sakų kiekius, jie palaipsniui išnyko, o dirvožemyje susikaupusios jų sakų liekanos, veikiamos fizinių ir cheminių aplinkos veiksnių, palaipsniui virto gintaru.

Prano Domšaičio galerija yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys, kuris veikia trijų vienas šalia kito esančių XIX–XX a. pastatų komplekse.

LNDM Klaipėdos dailės muziejus (tuo metu jis buvo vadinamas Klaipėdos paveikslų galerija) atidarytas 1973 m. Galerijoje buvo eksponuojami lietuvių senosios ir šiuolaikinės vaizduojamosios dailės kūriniai, XIX–XX a. pr. Vakarų Europos ir Rusijos tapyba, o nedidelį kiemelį puošė mozaikos ir skulptūros.

1990 m. galerijos ekspozicijos atnaujintos. Didžioji ekspozicinio ploto dalis skirta šiuolaikinei lietuvių tapybai, grafikai, skulptūrai.

2001 m. įrengta nuolat veikianti tapytojo Prano Domšaičio (1880–1965) kūrinių ekspozicija. 2004 m., įamžinant šio tapytojo ekspresionisto atminimą, galerijai suteiktas Prano Domšaičio vardas.

Muziejuje rengiamose keičiamose parodose dažniausiai pristatoma istorinės Mažosios Lietuvos ir šiuolaikinių pajūrio krašto menininkų kūryba, o veikiančiame Edukacijos centre – jaunųjų uostamiesčio dailininkų kūriniai.

Radvilų rūmų dailės muziejus yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys. Nuo 1990 m. veikia Vilniaus senamiestyje, XVII a. pastatytuose Lietuvos Didžiosios Kunigaikštystės didžiojo etmono, Vilniaus vaivados Jonušo Radvilos (1612–1655) rūmuose. Ekspozicijos ir parodos rengiamos rūmų šiauriniame korpuse. Nuo 2019 m. muziejuje vyksta restauravimo darbai. 2020-ųjų pabaigoje dalyje atnaujintų patalpų atidaryta paroda. Joje eksponuojama muziejui padovanota turtinga Vladimiro Tarasovo surinkta dailės kūrinių kolekcija.

Taikomosios dailės ir dizaino muziejus yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys. Tai vienas didžiausių Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus ekspozicinių padalinių. Jis savo istoriją skaičiuoja nuo 1987 metų. Šio muziejaus reikmėms yra pritaikytas atstatytas Vilniaus Žemutinės pilies Senojo arsenalo pastatas, sostinės istoriniame centre iškilęs XVI amžiuje. Čia yra atkurta vėlyvosios gotikos erdvinė struktūra, renesansiniai fasadai.

Šiandien muziejuje rengiamos taikomosios dailės ir dizaino parodos, pradėta formuoti nuolatinė ekspozicija. Čia vyksta daug valstybės ir atskirų įstaigų bei organizacijų reprezentacinių renginių, plėtojama kultūrinė veikla, kaupiami ir saugomi taikomosios dailės ir dizaino rinkiniai.

Vilniaus paveikslų galerija yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys. Galerija, kaip ir Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus administracija, leidybos centras, biblioteka, Lietuvos muziejų informacijos, skaitmeninimo ir LIMIS centras, dalis LNDM saugyklų veikia Didžiojoje gatvėje – netoli Vilniaus rotušės ir arkikatedros esančiuose Lietuvos didikų Chodkevičių rūmuose. Jie pastatyti XVII a. pirmojoje pusėje. Galerija įkurta 1956 metais. Iki 1989 m. jos nuolatinė ekspozicija veikė Vilniaus arkikatedroje bazilikoje. 1994 m. galerija buvo perkelta į restauruotus Lietuvos kunigaikščių Chodkevičių XVII a. pirmosios pusės rūmus.

Pagrindinė galerijos ekspozicija chronologine seka supažindina su Lietuvos daile nuo XVI a. iki XIX a. pabaigos. Čia taip pat rengiamos keičiamos parodos, plėtojama edukacinė veikla, organizuojami kultūriniai renginiai.

Prano Gudyno restauravimo centras yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys, veikiantis Vilniaus senamiestyje, viename iš Oginskių rūmų korpusų. Čia tyrinėjami, konservuojami ir restauruojami Lietuvos muziejams, bažnyčioms bei privatiems asmenims priklausantys dailės kūriniai, istorinės ir archeologinės vertybės.

Čia veikia tapybos, grafikos, tekstilės, keramikos, polichromuotos medinės skulptūros, medinių baldų ir rėmų, metalo dirbinių bei archeologinių radinių restauravimo dirbtuvės. Mokslinių tyrimų skyriuje atliekami sudėtingi kompleksiniai restauruojamų objektų technologiniai tyrimai bei restauravimo medžiagų ir metodų analizė, tobulinamos įprastos ir kuriamos naujos konservavimo bei restauravimo technologijos.

Restauravimo centro specialistai dalijasi patirtimi: publikuoja darbus mokslo ir meno leidiniuose, dalyvauja nacionalinėse ir tarptautinėse konferencijose, vykdo tarptautinius restauravimo projektus, organizuoja Lietuvos muziejų restauratorių mokymus. Čia kelti kvalifikacijos atvyksta restauratoriai ir iš užsienio šalių.

Lietuvos muziejų informacijos, skaitmeninimo ir LIMIS centras – Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus filialas. Jis veikia Vilniaus senamiestyje, Chodkevičių rūmų šiauriniame korpuse. Filialo misija – organizuoti ir koordinuoti Lietuvos muziejuose sukauptų kultūros paveldo objektų skaitmeninimo veiklas, darbą su Lietuvos integralia muziejų informacine sistema (LIMIS). Centras organizuoja muziejų specialistų mokymus, teikia paslaugas muziejams ir konsultuoja jų specialistus kultūros paveldo skaitmeninimo bei darbo su LIMIS klausimais. Filialas rūpinasi ir LIMIS administravimu, plėtra, modernizavimu.

Pamario galerija yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys. Jis veikia Juodkrantėje, šalia Kuršių marių stovinčiuose tradicinės architektūros mediniuose pastatuose. Nuo 1976 m. čia veikė Miniatiūrų muziejus, kuris 2019 m. buvo pervadintas Pamario galerija.

Pamario galerijos ansamblį sudaro trys pastatai. Pagrindiniame galerijos pastate ir muziejaus reikmėms pritaikytame buvusiame žvejo ūkiniame pastate vasaros sezono metu rengiamos parodos, trečiasis skirtas edukacijai – vasaromis jame vyksta edukaciniai užsiėmimai šeimoms, vaikams ir suaugusiesiems.

Vytauto Kasiulio dailės muziejus yra Lietuvos nacionalinio dailės muziejaus padalinys. Muziejus veikia XX a. pradžios neoklasicistinio stiliaus rūmuose, esančiuose šalia Lietuvos nacionalinio operos ir baleto teatro, istorinėje Vilniaus mokslo bičiulių draugijos būstinėje. Nuo 1929 m. iki pat Antrojo pasaulinio karo pastatas buvo daugiafunkciu kultūros ir švietimo židiniu: jame glaudėsi archyvas, biblioteka, muziejus, vyko draugijos narių susirinkimai, visuomeniniai renginiai. 

1949–1980 m. pastate veikė sovietinės propagandos įstaiga – LTSR revoliucijos muziejus. 1981 m. pastatas buvo perduotas Lietuvos dailės muziejui, jame buvo rengiamos parodos, veikė dailės galerija. 1991 m. pastate buvo įrengtos Lietuvos dailės muziejaus meno kūrinių saugyklos.

2013 m. pastate buvo įkurtas Vytauto Kasiulio dailės muziejus, kurio misija – saugoti ir eksponuoti 2010 m. Lietuvai padovanotą šio dailininko kūrinių kolekciją bei asmeninį archyvą, kitų ryškių išeivijos menininkų kūrybą, pristatyti mažai žinomą, įvairią ir menkai tyrinėtą 1900–1941 m. Vilniaus dailę.

Po ilgametės jo paskirties kaitos muziejus veikia kaip svetinga kultūrinių renginių erdvė. Nuolat vykstančiomis parodomis muziejus kviečia pažinti XX–XXI a. Lietuvos išeivijos dailę.