В основе собрания лежали художественные коллекции Воронежского областного краеведческого музея и Музея древностей и изящных искусств Воронежского государственного университета. Первым директором Воронежского областного музея изобразительных искусств был М.П. Крошицкий.

В ноябре 1941 года фонды музея были эвакуированы (под наблюдением старшего научного сотрудника Л.М. Афанасьева) в Омск, часть экспонатов (иконопись, живопись авангардного направления, скульптуры) была утрачена во время оккупации Воронежа гитлеровцами.

С октября 1947 года музей располагается в здании, являющемся памятником архитектуры федерального значения (проспект Революции, 18).

В мае 1984 года Воронежский областной музей изобразительных искусств был переименован в Воронежский областной художественный музей имени И.Н. Крамского, а со стороны западного фасада здания выстроен выставочный зал, соединенный с ним переходом.

В экспозиции представлены: древнеегипетские памятники и произведения античного искусства, коллекция западноевропейской живописи XVI-XIX веков, работы русских мастеров XVIII - начала XX века (В.А. Тропинин, К.П. Брюллов, И.Н. Крамской, Н.Н. Ге, И.И. Левитан, В.Д. Поленов, И.К. Айвазовский, Н.К. Рерих, А.М. Васнецов, К.А. Коровин, Б.М. Кустодиев, В.А. Серов, К.Ф. Юон и другие).

В фондах хранятся многие произведения художников XX века, связанных с Воронежским краем (А.А. Бункури, Е.А. Киселева, П.Д. Шмаров, А.В. Куприн, С.М. Романович, М.И. Лихачев, В.П. Криворучко и другие).

Воронежский областной художественный музей имени И.Н. Крамского ведет популяризаторскую, научно-исследовательскую, реставрационную, собирательскую деятельность, участвует в выставках, организуемых Государственной Третьяковской галереей, Государственным музеем изобразительных искусств имени А.С. Пушкина, Государственным Русским музеем.

В настоящее время фонд Воронежского областного художественного музея имени И.Н. Крамского насчитывает свыше 20 000 предметов. В марте 2008 года музей открылся после окончания длительных ремонтно-реставрационных работ. Регулярно в музеи проводятся акции для бесплатного посещения.