Nel 1858 venne costruito il palazzo principale da un progetto dell'accademico berlinese Friedrich Hitzig.
Nel 1872 il barone Pasquale Revoltella, una delle figure più importanti della società triestina dell'Ottocento, che lasciò alla città la sua casa e tutte le opere d'arte, gli arredi e i libri che conteneva, fondò una galleria d'arte.
Nel 1907 il Comune acquistò il Palazzo Brunner che venne usato solo dal 1963 in poi.
Nel 1963 il Palazzo Basevi, che affiancava il Palazzo Brunner, fu completato nel 1991 dopo i lavori di Franco Vattolo e Giampaolo Bartoli.
Ad oggi il museo presenta un'area espositiva di 4.000 metri quadri ed è una bellissima galleria d'arte moderna.