En el Groeningemuseum encontrará cuadros de Jan van Eyck, Hans Memling, Hugo van der Goes, Gerard David, El Bosco, Ambrosius Benson, Lancelot Blondeel, del padre e hijos Pourbus y sus contemporáneos. Maestros que vinieron de los Países Bajos y trabajaban a menudo en Brujas y allí pintaban los cuadros encargados en el siglo XV y principios del XVI. Varios de esos cuadros son considerados hitos en la historia del arte europeo.
Además del trabajo de Pieter Bruegel el Joven y Peter Lely, muchas piezas históricas y cuadros de arreglos florales, el museo también posee varios lienzos monumentales de Jacob van Oost.
Los cuadros de los neoclasicistas de Brujas de las últimas décadas del siglo XVIII y del siglo XIX forman un conjunto impresionante. Artistas como Joseph-Benoît Suvée, Jean Bernard Duvivier, Joseph Ducq, Joseph Odevaere y François Joseph Kinsoen recibieron su formación académica en Brujas y luego hicieron una carrera internacional con sus históricas piezas y refinados retratos.
Los siglos XIX y XX están representados con obras de Edmond van Hove, Ferdinand Khnopff, Emile Clausy y cuadros de los expresionistas flamencos, con obras de Permeke, De Smet, Van de Woestyne y Brusselmans. El Groeningemuseum posee casi todas las ediciones de la obra impresa de Marcel Broodthaers, unas seis obras de Georges Van Tongerloo, cuadros de Paul Delvaux y René Magritte, obras de posguerra de Raoul De Keyser y Roger Raveel.