La galerie abrite des portraits de personnalités britanniques historiquement importantes et célèbres, sélectionnés en fonction de l'importance du modèle et non de l'artiste. La collection comprend des photographies et des caricatures ainsi que des peintures, des dessins et des sculptures.
L'une de ses images les plus connues est le "portrait de Chandos", le plus célèbre portrait de William Shakespeare, bien qu'il y ait une certaine incertitude quant à savoir si le tableau est réellement du dramaturge.
Tous les portraits ne sont pas exceptionnels sur le plan artistique, bien qu'il y ait des autoportraits de William Hogarth, de Sir Joshua Reynolds et d'autres artistes britanniques remarquables. Certains, comme le portrait de groupe des participants à la conférence de Somerset House de 1604, sont des documents historiques importants en eux-mêmes. Souvent, la valeur de curiosité est supérieure à la valeur artistique d'une œuvre, comme dans le cas du portrait d'Édouard VI par William Scrots, de la peinture de Patrick Brontë représentant ses sœurs Charlotte, Emily et Anne, ou d'une sculpture de la reine Victoria et du prince Albert en costume médiéval. Les portraits de personnages vivants sont autorisés à partir de 1969.
En plus de ses galeries permanentes de portraits historiques, la National Portrait Gallery expose une collection d'œuvres contemporaines en rapide évolution, organise des expositions de portraits d'artistes individuels et accueille le concours annuel du BP Portrait Prize.
La Galerie possède de nombreux bustes de portraits de sculpteurs. Les sculpteurs sont pour la plupart britanniques ou résident en Grande-Bretagne, et les sujets sont britanniques. Parmi les sculpteurs figurent des poètes de la sculpture moderne tels que Sir Jacob Epstein (14 exemples), Dame Elizabeth Frink (5 exemples), Sir Eduardo Paolozzi (quatre bustes d'autoportraits).
