Zbiór sztuki obejmuje prace z zakresu malarstwa, grafiki, rysunku, rzeźby i plakatu. Większość dzieł jest z XX wieku. Ponieważ Muzeum Niepodległości część eksponatów przejęło od Muzeum Historii Polskiego Ruchu Rewolucyjnego, jego zbiory są zróżnicowane: nie są ograniczone tylko do tematu odzyskiwania niepodległości przez Polskę.
Zgodnie ze swoja misją muzeum gromadzi dzieła sztuki obrazujące powstania narodowe – najwięcej muzealiów dotyczy powstania styczniowego (1863-1864), szczególnie cenne są obrazy olejne, m.in. Ludomira Benedyktowicza, uczestnika powstania, oraz Włodzimierza Łosia, Józefa Ryszkiewicza i Wandalina Strzałeckiego. Ikonografię powstania dopełniają cykle Artura Grottgera (Polonia i Lituania). Los zesłańców syberyjskich utrwalił na płótnie Jacek Malczewski. W kolekcji muzeum znajduje się pięć obrazów artysty.
Na zespół grafiki o tematyce dotyczącej Legionów Polskich (okres I wojny światowej) składają się prace Leopolda Gottlieba, Franciszka Jaźwieckiego, Stanisława Kamockiego, Tadeusza Seweryna i Kajetana Stefanowicza.
Cenny zbiór tworzą plakaty propagandowe z okresu wojny polsko-bolszewickiej 1920 r., wzywające do obrony kraju i zakupu Pożyczki Odrodzenia Polski.
Nowe tendencje w sztuce okresu 20-lecia międzywojennego: zainteresowanie miastem, a także losem robotników, uproszczony sposób przedstawienia postaci i rzeczy, można dostrzec w twórczości pierwszej Grupy Krakowskiej (m.in.: Sasza Blonder, Leopold Lewicki, Stanisław Osostowicz, Bolesław Stawiński; grupa zawiązana około 1931 r.).
Muzeum Niepodległości zgromadziło wiele wizerunków zniszczonej w czasie II wojny światowej Warszawy. Są to grafiki i obrazy, m.in. Lucjana Mianowskiego i Bronisława Wojciecha Linkego.
Z tamtego okresu zachowały się również plakaty wzywające do walki (np. prace Włodzimierza Zakrzewskiego).
Warszawę z nową socrealistyczną architekturą, Pałacem Kultury i Nauki oraz MDM–em przy Placu Konstytucji (Marszałkowska Dzielnica Mieszkaniowa), możemy zobaczyć na plakatach
z „serii” Cały naród buduje swoją stolicę z lat 1950. Huberta Hilschera, Romana Cieślewicza, Wiktora Górki i Tadeusza Gronowskiego.
Muzeum posiada także zespół plakatów wydanychz okazji V Festiwalu Młodzieży i Studentów, który odbył się w Warszawie w 1955 r.
W zbiorach Muzeum Niepodległości znajdują się sztandarowe obrazy okresu socrealizmu (1949-1955): Patrz, wspaniała manifestacja Wojciecha Weissa, ZMP oraz Lenin i Spójnia Eugeniusza Eibischa, Pstrowski i towarzysze Alfreda Lenicy, a także dwie wcześniejsze prace Lenicy Rodzina robotnicza (1946 r.) i Na budowie (1948 r.), które zapowiadały socrealizm w sztuce polskiej.
Znaczna część zbioru rzeźby to prace socrealistyczne. Z tego okresu można wymienić m.in. Lenina Mariana Wnuka i dwa popiersia Karol Świerczewski i Józef Stalin Alfreda Jesiona. Muzeum przechowuje też rzeźby Stanisława Horno-Popławskiego, Barbary Zbrożyny i Xawerego Dunikowskiego (prace z lat 1950. i 1960.). Perłą w zbiorze rzeźby jest Ekshumowany Aliny Szapocznikow z 1957 r.
Bogaty zbiór plakatów (ponad 8500 egzemplarzy) pokazuje m.in. propagandę komunistyczną (przykładowe tematy: święta 1 maja i 22 lipca, kobieta w pracy, BHP). Duży zasób plakatów to druki o tematyce kulturalnej (festiwale, kino, teatr). Autorami są m.in. Józef Mroszczak, Waldemar Świerzy, Henryk Tomaszewski i Wojciech Zamecznik.
Na osobny zespół składają się plakaty dotyczące „Solidarności”.