В послевоенные годы цены на работы старых мастеров, импрессионистов и постимпрессионистов были столь велики, что пополнение коллекции галереи было практически невозможным. Лишь благодаря пожертвованиям и государственным грантам в собрание попали «Мадонна с младенцем» и «Иоанн Креститель» Леонардо да Винчи и «Смерть Актеона» Тициана. Правительство прекратило финансирование в 1985 году, но тогда же американский нефтяной магнат Пол Гетти выделил для галереи 50 миллионов фунтов стерлингов на приобретение значимых произведений.
Тем временем пространство музея продолжало расширяться. Викторианские интерьеры выходили из моды, и в 1975 году пристройка северного крыла ознаменовала поворот к модернистской архитектуре. В остальной части здания тоже многое изменили: чтобы декоративные детали не отвлекали от созерцания картин, их скрыли с помощью перегородок и подвесных потолков.
В 1991 году музей получил еще одно большое пожертвование — от лорда Сэйнсбери, на средства которого пристроили новое крыло и назвали его в честь мецената. Архитекторы Роберт Вентури и Дениз Скотт Браун использовали постмодернистский подход, «цитируя» другие величественные сооружения — церковные интерьеры Филиппо Брунеллески, древнеегипетские храмы и постройки в Ватикане. Туда перенесли все произведения эпохи Ренессанса — самую большую коллекцию мастеров этого периода за пределами Италии. Сейчас крыло Сэйнсбери стоит в списке национального наследия Великобритании.
Роберт Нил Макгрегор, директор галереи с 1987 по 2002 год, отказался от истлейковского распределения полотен по национальному признаку — к этому моменту некоторые из залов были заполнены куда больше, чем другие. Он расположил картины в хронологическом порядке таким образом, чтобы показать взаимодействие культур, а не подчеркнуть их различие. Другой важный момент его правления пришелся на 1996 год: он разрешил споры между Национальной галереей и галереей Тейт о разделе между ними произведений. Рубежной точкой Макгрегор определил 1900 год, и 1900 картин передали в Тейт.
Но первый год его руководства омрачился нападением на полотно Леонардо да Винчи «Богоматерь с Младенцем, святой Анной и Иоанном Крестителем». Эта картина считается эскизом к картине, которую мастер не успел написать; она выполнена углем и мелом и из-за своей хрупкости требует особого обращения. Впрочем, это не волновало Роберта Кембриджа, протестовавшего против политики Маргарет Тэтчер и пронесшего под пальто ружье, из которого он пустил огонь прямо по картине. Защитное стекло немного сберегло произведение, но его осколки повредили холст, а в центре — там, где нарисовано платье Девы Марии, — была пробита дыра в 15 сантиметров. Кембриджа арестовали, признали невменяемым и поместили в психиатрическую клинику. Картину же реставрировали больше года, по кусочкам склеивая разорванный холст.