Frédéric le Grand était un collectionneur passionné de tableaux. Il fut également le premier à faire construire un bâtiment spécifique pour sa collection. C'est pourquoi la galerie de tableaux compte non seulement parmi les plus somptueuses, mais aussi parmi les plus anciennes constructions de musée conservées en Allemagne.

Elle annonçait de loin le goût artistique et la richesse de la maison Hohenzollern. Le bâtiment, plutôt simple de l'extérieur, a été construit entre 1755 et 1763 d'après les plans de Johann Gottfried Büring sur les fondations d'une ancienne serre à côté du château de Sanssouci.

Interrompue dans sa partie centrale par une tribune, la salle s'étend sur presque toute la longueur du bâtiment. L'utilisation de marbres précieux et de stucs dorés lui confère un caractère extrêmement festif.

Des chefs-d'œuvre du Caravage, de Carlo Maratta, de Guido Reni, de Peter Paul Rubens et d'Anton van Dyck sont présentés dans un accrochage serré. "Thomas l'incrédule" du Caravage, l'une des œuvres les plus célèbres de la galerie de tableaux, n'est entré dans la collection qu'au 19e siècle. Du côté des fenêtres, Friedrich fit autrefois installer des sculptures de sculpteurs antiques et contemporains, dont la plupart se trouvent aujourd'hui dans d'autres collections.