Главное здание Национальной художественной галереи было спроектировано в 1968 году и построено в 1980 году архитекторами Гедиминасом Баравейкасом и Витаутасом Велюсом.
С 1980 по 1991 год здесь располагался Музей революции Литовской ССР.
В 1991 году Министерство культуры и образования Литвы передало здание и территорию Литовскому художественному музею.
В 1993 году в здании была открыта Национальная художественная галерея - подразделение Литовского национального художественного музея. В ней разместились постоянные выставки литовского народного искусства и работ, подаренных скульптором Витаутасом Кашубой (1915-1997).
В 1999 году здание было закрыто из-за плохого технического состояния.
В 2002 году правительство Литовской Республики утвердило концепцию
НДГ, подготовленную ЛДМ.
В 2003 году правительство Литовской Республики утвердило
Литовскую программу тысячелетия, которая включала реконструкцию НДГ и его расширение. В 2003 году Литовская академия культуры и Союз архитекторов Литвы организовали конкурс на архитектурную идею реконструкции НДГ и его расширения. Восемь литовских архитекторов представили на конкурс свои проекты. Проект архитекторов Аудрюса Бучо, Дарюса Чаплинскаса и Гинтараса Кугиниса, занявший первое место в конкурсе, был выбран для реконструкции и расширения Галереи. В 2005 году НДГ получил грант в размере 30,1 миллиона долларов США от Японской программы поддержки культуры. В 2009 году NDG открыла свои двери для посетителей. Здесь проходил один из главных проектов культурной столицы Европы Вильнюса 2009 года - международная выставка "Диалоги красок и звуков. Работы М. К. Чюрлёниса и его современников".
