В 1855 году вместо прежних хранителей была установлена должность директора Галереи, которую занял художник и знаток искусства Чарльз Истлейк. Он был наделен самыми широкими полномочиями и систематически получал в свое распоряжение крупные суммы на пополнение галерейных собраний. В сопровождении своих ближайших помощников Ч. Истлейк ежегодно отправлялся на европейский континент, объезжал старинные дворцы, церкви и монастыри, посещал торговые дома и известных коллекционеров, выискивая для Галереи живописные полотна.
Благодаря его стараниям Лондонская галерея за 10 лет собрала подлинные сокровища — в основном картины итальянских художников XV–XVI веков. В числе 130 купленных им картин были «Крещение Христа» Пьетро делла Франческа, «Моление о чаше» Дж. Беллини, «Поклонение волхвов» и «Портрет молодого человека» Сандро Боттичелли, два автопортрета Рембрандта и многие другие. Свою собственную коллекцию живописи Чарльз Истлейк тоже завещал Галерее.
Занимались пополнением галерейных собраний и другие директора Галереи. Так, в 1884 году были приобретены картины «Мадонна Аджидея» Рафаэля и «Мадонна в гроте» Леонардо да Винчи, а после них настало время великих мастеров испанской школы. Сначала был куплен «Портрет Филиппа II» Веласкеса, в 1883 году Галерея получила в дар выдающуюся картину Веласкеса «Христос у колонны», а через 10 лет по частному завещанию еще одну картину Веласкеса — «Христос у Марии и Марфы».
Лондонская национальная галерея быстро пополняла свои коллекции, и вскоре остро встал вопрос о создании дополнительных экспозиционных площадей, требовались и соответствующие условия для хранения и реставрации полотен. Правда, в 70–80-е годы XIX века к Галерее были сделаны некоторые пристройки, но коренным образом они не могли решить эту проблему. И лишь создание в 1897 году Галереи Тейт дало возможность правильно и логично распределить все коллекции между двумя этими музеями.
Примерно в это же время были куплены три картины Франсиско Гойи, и среди них знаменитый «Портрет Исабель Кобос де Порсель». Незаслуженно забытый и долгое время мало известный за пределами Испании, великий живописец начинает в это время привлекать самое пристальное внимание историков и любителей искусства.
В Лондонской национальной галерее хранится и всемирно известный шедевр Ян ван Эйка — «Портрет четы Арнольфини», уникальное произведение во всей европейской живописи того времени. Художник впервые изобразил людей в окружающей их повседневной обстановке. Сюжет картины взят без всякой связи с религиозной темой или библейскими образами, что определяло тогда почти всякое художественное произведение.
На картине, в небольшой уютной комнате, изображен итальянский купец Джованни Арнольфини со своей молоденькой женой. Оба одеты в нарядную праздничную одежду, позы обоих неподвижны, лица полны самой глубокой торжественности.
Скромная бюргерская обстановка и обыкновенные люди, изображенные Яном ван Эйком, становятся источником особой поэтичности, предвещая пути дальнейшего развития нидерландского и голландского искусства. Картина сохранилась исключительно хорошо, хотя ей пришлось пройти очень долгий путь, прежде чем она оказалась в Национальной галерее.
В начале XVI века «Портрет четы Арнольфини» принадлежал Маргарите Пармской, наместнице Нидерландов. Позднее картина очутилась в Испании и в XVIII веке входила в королевскую коллекцию в Мадриде. Во время наполеоновского нашествия один французский генерал увез ее в Брюссель, где она в 1815 году была куплена генерал-майором Геем. Он привез ее в Англию, но только в 1842 году подарил Галерее
А в 1992 году английская королева Елизавета II торжественно открыла большую пристройку к западной части Галереи — «Крыло Сейнсбери». Названо оно так по имени лорда Сейнсбери и двух его братьев, которые предоставили деньги на это строительство «Крыло» было сооружено по проекту американского архитектора Вентури и отвечает самым высоким музейным требованиям современности. Помимо экспозиционных залов и помещений для временных выставок, в нем предусмотрены большой лекционный зал, залы заседаний, кинозал, аудиовизуальные средства, ресторан и торговое обслуживание.
Залы нового крыла имеют различную высоту потолка. Это сделано для того, чтобы можно было с максимальным эффектом разместить алтарные образы итальянских художников XV века и меньшие по размеру портреты нидерландских и немецких мастеров.