Das Bilbao Fine Arts Museum wurde ursprünglich 1908 gegründet, aber nach zahlreichen Umzügen an verschiedene Standorte wurde das endgültige Gebäude 1945 eingeweiht.

Später wurde es angesichts der Größe der Sammlung, die es beherbergen sollte, von den Architekten Alvaro Libano und Ricardo Beascoa erweitert. Die Arbeiten wurden 1970 abgeschlossen und nur zehn Jahre später wurden im Untergeschoss des Gebäudes neue Räume und Dienstleistungen hinzugefügt.

Die letzten Renovierungsarbeiten wurden im Jahr 2001 durchgeführt.

Die ständige Sammlung des Museums, die insgesamt mehr als zehntausend Werke umfasst, darunter Gemälde, Skulpturen und Arbeiten auf Papier, ist im Laufe der Jahre dank Ankäufen und bedeutenden Schenkungen von Kunstwerken, die den Zeitraum ab dem 13. Jahrhundert umfassen, erheblich gewachsen zur Wirklichkeit. Besonders wertvoll ist die der spanischen Schule gewidmete Abteilung mit Künstlern wie Il Greco, Morales, Ribera, Murillo, Zurbarán, Paret und Goya.

Andere in der Sammlung vertretene Künstler sind Lucas Cranach der Ältere, Martin de Vos; Orazio Gentileschi; Mary Cassatt; Paul Gauguin, Joaquín Sorolla, Francis Bacon; Eduardo Chillida; Antoni Tapies und Miquel Barceló;

Unter den Arbeiten auf Papier und Druckgrafik sind Künstler wie Albrecht Dürer, Van Meckenem, Georg Pencz, Goltzius, Rembrandt, Sandrart, Piranesi, Goya, Fortuny, Carlos de Haes, Cézanne, Picasso, Duchamp, Lipchitz, Utamaro, Hokusai, Rouault, Hockney, Allen Jones, Immendorff, Bacon und Antonio Saura.