Als Museum für Gegenwartskunst bietet der spätklassizistische, 1847 von Friedrich Neuhaus erbaute, 1990-95 von Josef Paul Kleihues umgebaute und zum Museum erweiterte Kopfbahnhof ein Forum für Kunstwerke der letzten dreißig Jahre. Mit der Eröffnung des Museums für Gegenwart im Hamburger Bahnhof im November 1996 hat die Nationalgalerie zusätzlich einen ständigen Ausstellungsort für die Kunst der Gegenwart erhalten. Seit September 2004 befindet sich dort zudem für einen Zeitraum von sieben Jahren die Friedrich Christian Flick Collection.
Auf einer Ausstellungsfläche von rund 13.000 Quadratmetern wird Kunst der Gegenwart gezeigt. Die Bestände setzen sich aus Exponaten der Staatlichen Museen zu Berlin und aus Werken der Berliner Privatsammlung Erich Marx zusammen. Zudem werden seit September 2004 in Sonderausstellungen Höhepunkte der Friedrich Christian Flick Collection gezeigt.
Grundstock der Sammlung Marx bilden Werke von weltbekannten Künstlern wie Andy Warhol, Cy Twombly, Robert Rauschenberg, Roy Lichtenstein, Anselm Kiefer und Joseph Beuys. Darüber hinaus gehören über 450 Zeichnungen von Beuys und nahezu 60 Blätter von Warhol zu den Beständen. Ebenso sind Werkgruppen von Malern der italienischen Transavanguardia und Vertretern der Minimal Art ausgestellt.
