Listasafn Íslands var stofnað í október 1884 í Kaupmannahöfn af Birni Bjarnarsyni (1853-1918), síðar sýslumanni.

Listasafnið var sjálfstæð stofnun frá 1884 til 1916 er Alþingi ákvað að gera það að deild í Þjóðminjasafni Íslands. Með lögum um Menntamálaráð 1928 var safnið síðan sett beint undir stjórn ráðsins.

Verk safnsins voru til sýnis í Alþingishúsinu frá 1885 til 1950 þegar það fluttist í Safnahúsið við Suðurgötu sem það deildi með Þjóðminjasafni Íslands. Listasafnið var formlega opnað þar 1951 og hlaut fullt sjálfstæði að lögum árið 1961.

Árið 1987 fluttist safnið að Fríkirkjuvegi 7. Aðalbyggingin var reist sem íshús árið 1916 eftir uppdráttum Guðjóns Samúelssonar (1887-1950) en nýbyggingin er verk Garðars Halldórssonar (f. 1942), húsameistara ríkisins.