Intorno al 1920 il barone Heinrich Thyssen-Bornemisza, magnate tedesco dell’industria, iniziò una collezione di dipinti che alla sua morte, nel 1947, fu divisa tra gli eredi. L’attuale barone, Hans Heinrich, ricompose la collezione dispersa, aggiunse altre opere di nuovo acquisto e, nel 1993, accettò l’offerta del Governo spagnolo di trasferire l’esposizione a Madrid. Il risultato è uno dei musei privati più grandi del mondo e una collezione di circa 800 pezzi, considerata seconda solo a quella della Casa reale britannica.
Il Museo si trova alla fine della Carrera de San Jeronimo, opposto al Prado. L’inizio cronologico della collezione si trova al secondo piano, con la pittura europea dal XIV al XVIII secolo. In questa sezione autori di valore assoluto come Duccio di Buoninsegna, Jan van Eyck e Rogier van der Weyden, dei quali sono esposte opere a soggetto religioso. Segue un’eccezionale serie di ritratti, tra cui il celebre Ritratto di Enrico VIII di Hans Holbein e il Ritratto di Giovane di Raffaello. Dopo Dürer e Cranach, la cui sezione è degna di quella del Prado, tocca a Tiziano, Tintoretto, El Greco e al monumentale Santa Caterina d’Alessandria del Caravaggio. Ancora, tre splendide vedute di Venezia del Canaletto e una carrellata sui fiamminghi (Bruegel, Van Dyvk, Rubens).
Al primo piano le collezioni di dipinti del Seicento olandese e del Settecento inglese, con Gainsborough e Reynolds. Seguono gli Americani, una delle raccolte maggiori fuori degli Stati Uniti: Cole, Remington, Whistler, fino a Clonney. Grande spazio è dedicato agli impressionisti e post-impressionisti: Manet, Monet, Renoir fino a Gaugain, Degas, Lautrec. Al pianterreno la visita si conclude con le avanguardie del Novecento, L’Uomo con Clarinetto di Picasso, a Braque e Mondrian. Infine la sezione chiamata "Sintesi della Modernità", con opere di surrealisti, Dalí e Bacon, e ancora Hopper, Liechtenstein e il Ritratto del Barone Thyssen di Lucian Freud.