I løpet av 1800-tallet ble det stiftet en rekke samlinger av grafikk og tegning i Europa. Samlingene hadde sin opprinnelse i store fyrstelige samlinger. Tiden var preget av et dannelsesideal som la vekt på opplysning og formidling. Også i Norge ønsket man at folket skulle få innsikt i europeisk kultur. Her måtte man derimot begynne på bar bakke.
På kunsthistoriker Lorentz Dietrichsons initiativ samlet en rekke privatpersoner seg om en «Indbydelse til Dannelse af en Kobberstiksamling i Christiania», hvor man ble oppfordret til å donere kunstverk eller penger. Foreningen ble stiftet 24. februar 1877 og giverviljen var stor. Allerede året etter var samlingen kommet opp i 5 000 blad!
Staten kjente på et ansvar for den nye institusjonen og innvilget årlige tilskudd til driften. Kongen stilte paviljongen i Paléhagen til disposisjon. Her var samlingen åpen for publikum tre dager i uken.
I 1883 flyttet samlingen inn i tredje etasje i det nybygde Skulpturmuseet, der Nasjonalgalleriet allerede var på plass i andre etasje. Her levde de to institusjonene side om side til 1908. Da ble «Christiania Kobberstikk- og Håndtegningsamling» formelt innlemmet i Nasjonalgalleriet.

Norske tegninger
Samlingen på ca. 17 000 norske tegninger er uvurderlig for norsk kunsthistorie. Her finnes alt fra reiseskisser til selvstendige tegninger av Norges største kunstnere. Blant høydepunktene finner du Johan Christian Dahls Skissebok fra Italia-reisen i 1820–21, originaltegninger til Asbjørnsen og Moes illustrerte utgaver av folkeeventyrene, Theodor Kittelsens Nøkken og tegninger til Svartedauden, illustrasjoner til Snorres Kongesagaer av blant andre Erik Werenskiold og Gerhard Munthe, Adolph Tidemands draktstudier og mye mer.

I samlingen med tegninger er flere av kunsthistoriens mest kjente navn representert:
- Guido Reni
- Guercino
- Annibale Carracci
- Elisabetta Sirani
- Jean-Honoré Fragonard
- Rembrandt
- Vincent van Gogh
- August Heinrich
- Og ikke minst Caspar David Friedrich. Nasjonalmuseet har den største samlingen av tegninger av den tyske romantikeren utenfor Dresden.
Alle de mest sentrale norske grafikerne er representert i samlingen, blant andre:
- Edvard Munch
- Nikolai Astrup
- John Savio
- Rolf Nesch
- Anna-Eva Bergman
- Per Kleiva
- Sidsel Westbø
- Zdenka Rusova