Основана в 1856 году купцами Павлом и Сергеем Третьяковыми. В 1867 году была открыта для посещений. В 1892 году Павел Третьяков передал галерею в дар Москве.
В 1917 году она была национализирована и пополнена за счет конфискованных частных собраний, в 1985-м — объединена с Государственной картинной галереей на Крымском Валу. С 1986 по 1995 год старое здание галереи в Лаврушинском переулке находилось на реконструкции.
На данный момент коллекция Третьяковки насчитывает около 190 тыс. экспонатов, среди которых предметы живописи, скульптура, ювелирные изделия, созданные с XI по ХХ век. Галерея подведомственна Минкульту РФ.
В 2018 году галерею посетили 2,052 млн человек. За тот же период Третьяковка получила 860 млн руб. спонсорской поддержки, включая пожертвования частных лиц. Общая сумма доходов галереи в 2018 году составила 2,655 млрд руб.