A pesar de haber atravesado por duras vicisitudes, derivadas de los sucesivos domicilios que ha ocupado desde 1779 hasta 1948, la Academia ha sabido reunir y conservar una colección muy notable que procede, en su mayor parte, de los concursos que organizó a partir de 1863 y con los que pensó formar una galería de artistas contemporáneos que pusieran de manifiesto la utilidad de la Institución, y los progresos de su alumnado.

Posteriormente ésta se fue incrementando mediante donaciones u obras entregadas por los académicos artistas el día de su ingreso en la Corporación.

La Real Academia estuvo instalada desde el día 8 de junio de 1856 hasta el 13 de junio de 1935 en el edificio del antiguo Colegio de Santa Cruz, compartiendo espacio con la Biblioteca Universitaria, el entonces Museo Provincial de Bellas Artes y la Galería o Museo Arqueológico, surgida esta última institución del seno de la propia Academia.

Por diversas circunstancias la Universidad reclamó la totalidad del uso de aquel edificio y la Academia tuvo que desalojar precipitadamente los locales que ocupaba, lo cual sucedió poco tiempo después de producirse el traslado y nueva instalación del Museo en 1933, convertido en Nacional de Escultura, en el edificio del antiguo Colegio de San Gregorio.

A este último edificio fueron a parar provisionalmente en 1939, después de una breve estancia en el Colegio de San José, los fondos artísticos propios de la Academia y allí permanecieron hasta que en 1948, siendo Director General de Bellas Artes el Marqués de Lozoya, Presidente de la Academia D. Pablo Cilleruelo Zamora y Delegado de la Fundación Vega-Inclán en Valladolid D. Nicomedes Sanz y Ruiz de la Peña, se consiguió que esta Real Institución instalara sus dependencias y objetos artísticos en el edificio de la Casa de Cervantes propiedad del Estado. No obstante hasta 1989 la Academia no dispuso en su domicilio de unas instalaciones museísticas apropiadas para distribuir en ellas sus colecciones, las cuales hoy se hallan totalmente restauradas y pueden ser contempladas con la dignidad que merecen.