De galerij herbergt portretten van historisch belangrijke en beroemde Britten, geselecteerd op basis van het belang van de afgebeelde persoon, niet dat van de kunstenaar. De collectie omvat zowel foto's en karikaturen als schilderijen, tekeningen en beeldhouwwerk.
Een van de bekendste afbeeldingen is het "Chandos portret", het beroemdste portret van William Shakespeare, hoewel er enige onzekerheid bestaat over de vraag of het schilderij wel echt van de toneelschrijver is.
Niet alle portretten zijn uitzonderlijk in artistiek opzicht, hoewel er zelfportretten zijn van William Hogarth, Sir Joshua Reynolds en andere Britse kunstenaars van naam. Sommige, zoals het groepsportret van de deelnemers aan de Somerset House Conferentie van 1604, zijn op zichzelf al belangrijke historische documenten. Vaak is de curiositeitswaarde groter dan de artistieke waarde van een werk, zoals in het geval van het portret van Edward VI door William Scrots, Patrick Brontë's schilderij van zijn zusters Charlotte, Emily en Anne, of een beeld van Koningin Victoria en Prins Albert in middeleeuwse kledij. Portretten van levende personen zijn toegestaan vanaf 1969.
Naast de permanente galerijen met historische portretten stelt de National Portrait Gallery een snel wisselende collectie hedendaags werk tentoon, organiseert zij tentoonstellingen van portretkunst van individuele kunstenaars en organiseert zij de jaarlijkse BP Portrait Prize-wedstrijd.
De Galerij heeft veel portretbustes van beeldhouwers. De beeldhouwers zijn meestal Brits of in Groot-Brittannië woonachtig, en de onderwerpen zijn Brits. Tot de beeldhouwers behoren dichters van de moderne beeldhouwkunst zoals Sir Jacob Epstein (14 voorbeelden), Dame Elizabeth Frink (5 voorbeelden), Sir Eduardo Paolozzi (vier zelfportretbustes).
