El museo de bellas artes en Nizhni Tagil está ubicado en tres edificios históricos en el centro de la ciudad. El edificio principal, construido en 1865 en estilo mercantil, perteneció al comerciante tagilense P. T. Aksyónov. Aquí se encuentran las principales salas de exposiciones y la administración del museo. Junto a él hay un pequeño jardín con esculturas de parque. El edificio tiene tres pisos, y en el techo sobre la sala principal se ha instalado una cúpula de vidrio para una iluminación adicional.

Después de la guerra, el edificio fue ampliado con una adición de dos pisos, también equipada con una cúpula de vidrio. Frente a la entrada del museo se encuentra la escultura "Ángel urbano" del artista Alexander Ivanov, que representa a un hombre con alas y un perrito a sus pies.

Al otro lado de la calle del edificio principal se encuentra el segundo cuerpo del museo, donde se ubican los estudios de artistas y escultores. Este edificio está realizado en estilo ruso y recuerda al Museo Ruso en Moscú. Es un monumento de cultura de importancia regional.

Cerca del cuerpo de estudios se encuentra el edificio de la Unión de Artistas de Nizhni Tagil. También cerca del edificio principal del museo hay una biblioteca, ubicada en una antigua casa residencial.

No muy lejos se encuentran los almacenes de víveres de Demidov del siglo XVIII, donde están el Museo de la Naturaleza y la Protección del Medio Ambiente, así como el Museo "Fondo de Almacenamiento". Cerca se erige un monumento al tanque T-34. En las cercanías están el Museo Histórico y Local de Nizhni Tagil y la administración del "Museo-reserva 'Ural Montañés'". Entre estos objetos se encuentra una exposición de antigua maquinaria de fábrica. Junto al segundo cuerpo del museo se encuentra el Museo "Casa del Libro Raro".

Todos estos edificios y objetos constituyen un complejo museístico único.

El edificio principal del museo se utilizó originalmente como almacén de alimentos y perteneció a la familia Aksyónov hasta la revolución. Después de 1917, aquí se estableció un club juvenil. El segundo cuerpo del museo fue anteriormente una escuela de la ciudad.

La creación del museo está relacionada con la evacuación durante la Gran Guerra Patria de representantes de la inteligencia y obras de arte de Leningrado sitiado y de Ucrania ocupada. Durante este tiempo, en Nizhni Tagil se abrieron un teatro de marionetas, una escuela de arte y un museo, que entonces se llamaba "Galería de Pintura Regional". En 1943 se llevó a cabo la primera exposición de arte, que sirvió de base para la creación del museo, que se inauguró el 30 de septiembre de 1944.

En 1955 y 1963, el edificio del museo fue cerrado para su reconstrucción, después de lo cual su superficie aumentó en un 50%.

Hoy en día, la colección del museo cuenta con aproximadamente 10,000 obras de arte ruso y europeo occidental desde el siglo XVI hasta el XXI. Aquí se presentan obras de conocidos artistas rusos, como Borovikovski, Tropinin, Kramskoy, Shishkin, Savrasov, Makovsky, Levitan, Repin y otros. El museo también alberga obras de la época del Renacimiento, incluida la "Madonna de Tagil", atribuida a Rafael Sanzio.

La atención principal en la actividad de recopilación del museo se centra en el arte nacional del siglo XX, especialmente en las obras de artistas de Nizhni Tagil, Moscú y San Petersburgo. Son importantes las mini-colecciones en el marco de los proyectos "Nombre Recuperado" y "Artistas Prisioneros de Conciencia", que fueron galardonadas en el festival "Intermuseum-2009".

La colección del museo incluye obras de artistas de los Urales y de Tagil, como Turzhansky, Antonov, Berngard, Brusilovsky, Volovich y otros. Estas obras reflejan el desarrollo del arte de los Urales y de la "Escuela de Tagil".

El museo organiza activamente exposiciones, presentando al público las obras de artistas tagilenses y maestros del plato tagilense. Desde 1967, aquí se llevan a cabo exposiciones de creatividad infantil. El museo también se dedica a la labor educativa y de restauración, por la cual recibió un premio en el festival "Intermuseum-2008". En 2010 y 2011, el museo fue ganador del concurso de subvenciones de la Fundación Benéfica V. Potanin, realizando los proyectos "Soldados. Soldaten. Soldiers" y "Luz Primordial de Salafiel".