Inaugurado en 1957 con una exposición de la industria y cultura francesa, pero es el 10 de marzo de 1961 que se inauguró oficialmente como Museo de Arte de Lima en el palacio de la Exposición cedido por la Municipalidad de Lima en 1954 al Patronato de las Artes, que fuera formado ese mismo año, por intelectuales y empresarios quienes movidos por su afán de fundar un museo de arte en el país, logran el apoyo de la UNESCO, el gobierno francés y el estado peruano para la ejecución de esta empresa.

El antiguo Palacio de la Exposición, hoy sede  del Museo de Arte de Lima, es una de las muestras más bellas de la arquitectura ecléctica limeña. Diseñado como sede de la primera gran exposición pública, conmemorando cincuenta años de independencia, se adecua fácilmente a las necesidades del museo, en vista que fue edificado expresamente para fines expositivos. Se construyo entre los años 1870 y 1871. Es un edificio precursor en América Latina debido a que es una de las primeras obras hechas con la técnica de construcción en fierro, innovadora en aquella época. Rodeado de estatuas y jardines el Palacio fue el corazón de uno de los proyectos urbanos más importantes del siglo pasado. El diseño se debe al arquitecto italiano Antonio Leonardi.

Este museo cuenta con una biblioteca principalmente sobre artes plásticas, arquitectura, arte popular, fotografía, museología, conservación y gestión de colecciones visuales. Esta biblioteca está suscrita a publicaciones actuales especializadas, que se mantiene gracias a donaciones particulares y a un sistema de intercambio. Actualmente la biblioteca cuenta con más de 10.000 volúmenes, 620 títulos de revistas  peruanas y extranjeras, además de una gran colección de diapositivas, videos y material audiovisual.

El Museo de Arte de Lima posee también un programa, que ofrece cursos y talleres abiertos al público en general, como un aporte a la difusión de la cultura. De la misma manera cuenta con un Instituto Superior Pedagógico en el que se forman profesores en educación artística.