Государственный художественный музей Алтайского края (до 1993 года Алтайский музей изобразительных и прикладных искусств, АМИИ) был открыт в Барнауле 6 февраля 1959 года. Однако история создания художественного музея на Алтае берет свое предисловие, связанное с экономическим и культурным развитием алтайских земель, в XVIII — первой половине XIX веков.

Уже в то время Барнаул, столица Алтайского горного округа, поражал иностранных путешественников высоким уровнем цивилизации. Так побывавший здесь в 1826 году профессор Дерптского университета Карл Ледебур описывал естественно-исторические и художественные коллекции открывшегося в 1823 году "Барнаульского Музеума" (ныне Алтайский государственный краеведческий музей) и восхищался великолепной личной коллекцией основателя музея, начальника Алтайского горного округа и будущего сенатора Петра Козмича Фролова, который "своим образованием и любовью к искусству дал жизни и вкусам барнаульского общества совершенно иное направление". Наряду с картинами русских академиков живописи Ледебур отметил несколько работ знаменитых мастеров западноевропейских школ.

В конце XIX века Барнаульский музей чуть было не разделил судьбу закрывшегося сереброплавильного завода, к которому был приписан. Но сохранился и в еще более тяжелое время, после гражданской войны, на основе его собрания была сформирована вторая художественная коллекция.

В 1921 году в церкви Дмитрия Ростовского по инициативе мастеров Алтайского художественного общества и личной помощи наркома А.В. Луначарского открылся Музей живописной культуры, где, по воспоминаниям очевидцев, начиная с паперти, висели картины школы Пуссена, а также Рубенса, Ван-Дейка, Ротари, Христинека, Антропова… На клиросе и в алтаре - Кандинский, Малевич, Розанова, Гончарова и Ларионов, Лентулов, Осмеркин, Машков, Курзин, Коровай.

Однако к концу 1930-х годов Музей лишился государственного финансирования, произведений передавалась из одного учреждения в другое и вскоре следы музейной коллекции окончательно затерялись.

Третья попытка создания в Барнауле художественного музея, с которой началась история современного собрания, была предпринята в середине 1950-х годов. Она удалась, очевидно, потому, что инициатива местной интеллигенции была поддержана партийными и советскими чиновниками, которые определили основные принципы формирования коллекции. Она задумывалась как собрание русского, советского и местного профессионального искусства.

Большую роль в комплектовании фондов музея на начальном этапе сыграл Секретарь крайкома КПСС В.И. Трушин. Подобно Фролову, он лично занимался комплектованием фондов: обращался за помощью к центральным музеям, отбирал произведения в запасниках Министерства культуры и т.д. Его стараниями в музей попали среди прочих полотна А.Р. Менгса, Ф.М. Матвеева, В.А. Тропинина, К.Е. Маковского, Н.А. Ярошенко, А.И. Лактионова. Кроме того, комплектованию музея помогали Третьяковская галерея, Русский музей, Эрмитаж, Исторический музей, Научно-исследовательский музей Академии художеств СССР, Павловский дворец-музей, а также краеведческие музеи Алтая.

Позднее комплектованием собрания занимались все ведущие сотрудники музея, приобретая произведения в частных коллекциях Москвы, Петербурга, сибирских городов, с выставок и из мастерских художников, в экспедициях по краю. Более тысячи произведений подарены коллекционерами, художниками, жителями города.

Безусловно, комплектование и хранение коллекции, организация выставок являются главными направлениями в работе музея, однако, не менее важны научные исследования, пропаганда художественного наследия. Фундаментальный вклад в научно-исследовательскую и просветительскую деятельность музея внесла кандидат искусствоведения Л.И. Снитко (1928 - 1982). Работая в музее в 1966-1982 гг., Лариса Иосифовна положила начало каталогизации музейного собрания, издательской деятельности музея, а также стала основателем нового раздела музейного собрания - коллекции предметов народного творчества. В 1968 году под руководством Л.И. Снитко была организована первая научно-поисковая экспедиция в Горный Алтай. С тех пор научными сотрудниками музея совершено более 50-ти научных экспедиций по районам края.

В память о Ларисе Иосифовне Снитко с 2004 года с периодичностью раз в два года в музее проходит научно-практическая конференция «Снитковские чтения». За свою 20-летнюю историю «Снитковские чтения» обрели авторитет среди специалистов Сибири и стали серьезным искусствоведческим форумом всероссийского уровня с международным участием.

В 1978 году под руководством Тамары Михайловны Степанской (ныне доктор искусствоведения, профессор Алтайского Государственного университета) была организована первая научно-практическая конференция «Искусство Алтая XVIII-XIX веков».

В 2019 году по инициативе ГХМАК и при поддержке Министерства культуры Алтайского края, Регионального отделения «Ассоциации искусствоведов Сибири», Отделения Урала, Сибири и Дальнего Востока РАХ, Алтайской краевой организации «Союз Художников России», а также Павловского историко-художественного музея им. Г.Ф. Борунова был учрежден масштабный Межрегиональный художественно-искусствоведческий проект «Боруновская палитра»: Российская академия художеств и горизонты реализма в искусстве», который проводится с периодичностью раз в два года. Проект направлен на увековечивание памяти заслуженного художника России, прославленного алтайского живописца Геннадия Фёдоровича Борунова (1928–2008).

С 1997 года по 2025 год коллектив музея возглавляла Инна Константиновна Галкина — искусствовед, заслуженный работник культуры России. Она внесла большой вклад в расширение и укрепление российских и международных культурных связей, развитие художественной культуры Алтайского края. Под её руководством в музее были реализованы интересные и многогранные художественно-выставочные проекты, велась серьезная исследовательская работа, особое внимание уделялось сохранению традиционной народной культуры.

С 2026 года в соответствии с приказом Министерства культуры Алтайского края на должность директора Государственного художественного музея Алтайского края назначена Евгения Викторовна Школина — член Общероссийской общественной организации «Ассоциация искусствоведов», член регионального отделения Союза художников России. Е.В. Школина работает в музее с 1998 года и в последние годы перед назначением на должность директора занимала должность заведующего научно-исследовательским отделом.

Уникальное собрание музея успешно демонстрируется в лучших музеях страны. В 2002 году впервые в Государственной Третьяковской галерее состоялась выставка «Из художественного наследия Алтая», которой именно Государственный художественный музей Алтайского края открыл дорогу всем другим сибирским музеям для участия в федеральном проекте «Золотая карта России». Экспозиция «Алтай в изобразительном искусстве России XX-XXI веков» была показана к 70-летию края в рамках Дней культуры Алтая в Москве в 2007 году в Государственном музее А.С. Пушкина. «Чарующий Алтай» демонстрировался в 2013 году в одном из красивейших дворцов Государственного Русского музея - Михайловском замке (г. Санкт-Петербург). Выставка «Алтай – Образ – Время» была презентована москвичам и гостям столицы весной 2014 года во Всероссийском музее декоративно-прикладного и народного искусства.

У музея установлены тесные связи с федеральными музеями. Зрители Алтайского края регулярно знакомятся с коллекциями крупнейших музеев России. Только в последние годы в гостях у Художественного музея побывали выставки: «Шедевры Третьяковской галереи» (Государственная Третьяковская галерея, 2004), «Три века русского искусства» (Государственный Русский музей, 2007), «Православная Россия: история и образы» (Государственный музей истории религии, 2008), «Царская и императорская охота» (Государственный историко-культурный музей заповедник «Московский кремль», коллекция всемирно известной «Оружейной палаты», 2009), «Казаки в Париже» (Государственный исторический музей, 2012), «О тебе радуется» (Центральный музей древнерусской культуры и искусства им. Андрея Рублева, 2014).

Государственный художественный музей Алтайского края активно сотрудничает с Союзом художников России, Российской Академией художеств, российскими провинциальными музеями, галереями современного искусства, участвует в международных художественных проектах.

Музей гордится своим собранием русского искусства XVI – XXI веков, уникальными произведениями Первых художников Алтая, сибирской иконой. С 2012 года идет процесс масштабной реконструкции основного здания музея в центре Барнаула по адресу: пр. Ленина, 88. После завершения реконструкции музейные экспозиции займут свои места в современном музейном здании, одном из красивейших зданий города, памятнике архитектуры первой половины XX века.

В 2013 году была выпущена «Летопись художественной жизни Алтайского края. 1958-2012». В издании, основанном на архивных документах, представлена иллюстрированная история культурной жизни края со времени создания музея и по канун его 55-летия. В 2018 году, к 60-летию музея, была создана видео-летопись музея. В 2023 году ГТРК Алтай был выпущен Хронограф к 65-летнему юбилею музея. Также была записана лекция директора музея Инны Константиновны Галкиной «Музей вчера, сегодня, завтра», состоявшаяся в музее 15 декабря 2023 года.