Перша музейна експозиція відкрита 6 листопада 1973 року. Вона розміщена у будинку колишньої повітової канцелярії і шляхетських судів, що збудований у 1789 р. на руїнах княжого палацу Луцького замку. В основі експозиції — колекція творів закордонних і вітчизняних митців з фондів та приватних збірок. Сюди входять також роботи митців Волині.
Найбільш відомим та цінним є зібрання західноєвропейського і польського живопису XVII — початку XX ст. Тут можна побачити полотна Франса Снейдерса, Хосе Рібери, Маньяска і Франческа Лондоніо, Йозефа Грассі і Генріха Гольпейна, Нікола Пуссена, Жака Куртуа (Бургіньон), Арі Шеффера, Франца Вінтерхальтера, Яна Матейки, Леопольда Лефлера та інших майстрів пензля, — в Україні збережені одиниці картин.
Цікавими для відвідувачів будуть твори російських і українських митців другої половини XIX — першої третини XX ст. Тут представлені полотна знаменитих мариністів Івана Айвазовского і Руфіна Судковського, жанровий живопис Лук'яна Попова і Кирила Лемоха, міські краєвиди Гаврила Остапенка, пейзажі Володимира Орловського і Фотія Красицького.
В музеї зберігається колекція творів Андроника Лазарчука — вихідця з Волині, випускника Санкт-Петербурзької академії мистецтв: жанрові сюжети, портрети та пейзажний живопис, цікавими є автопортети. Усі твори колекції це роботи кінця ХІХ — початку ХХ cт. Це — золотий фонд музею.
У залах музею можна побачити небагато, але цікавих взірців скульптури — портрети композитора Фредерика Шопена, папи римського Пія X, жанрові і релігійні композиції, виконані з гіпсу, бронзи, мармуру й алебастру.
У 2003 р. була створена нова експозиція — українського портрету XVI-XVIII ст. В основному, це колекція творів з родового замку князів Радзивіллів в Олиці. Полотна різні за художнім рівнем, виконані невідомими або придворними художниками сім'ї Радзивіллів (Б. Зіневич, К. Геске та ін.).
Багато уваги працівники музею приділяють подальшому комплектуванню колекції, фонди якої налічують біля двох тисяч одиниць (живопис — 988, графіка — 903, скульптура — 69). Сьогодні музей є центром мистецького життя Луцька: тут регулярно проводяться різноманітні персональні вмставки митців різних поколінь та епох, зокрема наших сучасників, організовуються тематичні експозиції з фондових зібрань, а також організовуються творчі зустрічі та вечори класичної музики.