Попут великих светских и европских библиотека које у свом саставу поседују збирке визуелних уметности, Графичка збирка НБС конципирана је са идејом да чува оригинална дела ликовне и примењене уметности која имају историјско-уметничку вредност, са фокусом усмереним на попуњавање националног фонда. Систематско сакупљање, истраживање, валоризација, заштита и излагање сликовне грађе, чине најважније аспекте деловања.

Обухватајући широки временски распон, од 16. века до данашњих дана, збирка је организована у неколико целина које чине оригинални графички листови, графичке мапе, илустровани плакати, изложбени, као и каталози музејских колекција. У саставу збирке, између осталог, чувају се и вредне заоставштине – илустрације и графике Љубице Цуце Сокић и Босиљке Кићевац, карикатуре, плакати и рекламна графика Александра Каракушевића Класа. Прихватањем Књиге уметника као новог феномена уметничког дела, ударени су темељи за прикупљање ове јединствене и у домаћој библиотечкој пракси до сада недовољно познате врсте грађе.

Ликовна збирка садржи преко 300 слика и скулптура еминентних српских и југословенских уметника, међу којима се налазе репрезентативна дела Саве Шумановића, Миће Поповића, Пеђе Милосављевића, Милана Коњовића, Петра Лубарде и др.