En la Fundación Joan Miró se muestran algunas obras del pintor mallorquín y se realizan exposiciones itinerantes procedentes de museos de todo el mundo.
El Museo Picasso cuenta con una importante colección de obras poco conocidas de este pintor, sobre todo de sus épocas iniciales.
En el Museo Nacional de Arte de Cataluña (Museu Nacional d'Art de Catalunya, MNAC) se expone una importante colección de arte románico. De especial relevancia son los frescos románicos que fueron trasladados al museo desde capillas e iglesias de toda Cataluña.
El arte de la época actual se expone en el recientemente construido Museo de Arte Contemporáneo de Barcelona (Museu d'Art Contemporani de Barcelona, MACBA), cuyo edificio fue diseñado por el arquitecto estadounidense Richard Meier.
También son de relevancia el Centro de Cultura Contemporánea de Barcelona situado en El Raval, el museo de la Fundación Antoni Tàpies en pleno Eixample, el CaixaFòrum situado en la falda de Montjuïc, el Museo de la Ciencia, ahora denominado CosmoCaixa, a los pies del Tibidabo y el Museo del FC Barcelona, situado en el Camp Nou y que ostenta el primer puesto de los museos más visitados de Cataluña.