Localisée au coeur du nouveau quartier universitaire, cette imposante construction moderne, initiée en 1934, ne fut réellement achevée qu'en 1989. Le bâtiment principal (Gmach Głowny) du Musée national renferme la galerie Armes et Couleurs en Pologne, la galerie des arts décoratifs, la galerie de l'art polonais du 20e s. et, pendant les travaux du musée des Princes Czartoryski, La Dame à l'hermine de Léonard de Vinci. Devant le musée a été érigé un monument commémoratif au peintre Stanisław Wyspiański.