В фондах Кировского областного краеведческого музея за полтора столетия собрана коллекция изобразительных материалов, насчитывающая около 10000 единиц хранения основного фонда. Она включает в себя иконы ХVII-нач. ХХ вв., живописные произведения, авторскую и полиграфическую графику, скульптуру.

Коллекция живописи насчитываетсвыше 300 произведений искусства. Особое место в коллекции занимает икона конца ХVII в. – «Преподобный Трифон Вятский Чудотворец перед Богоматерью», интересная тем, что на ней есть изображение Хлыновского кремля. В 1930-е гг. в музей из Спасского собора г. Вятки поступила портретная галерея (19 полотен) вятских епископов и священнослужителей ХVII-ХIХ вв. Среди живописных произведений следует отметить портрет писательницы М.Е. Селенкиной и этюды В.М. Васнецова, работы Е. Д. Чарушина, М.А. Демидова, А.В. Исупова, С.М. Мезенцева, П.С. Вершигорова, И.А. Широковой.

В коллекции графики около 6000 единиц хранения. Из оригинальной графики особый интерес представляют чертежи и рисунки В.М. Васнецова — проекты мебели, которые были воплощены в жизнь его братом Аркадием, талантливым вятским мастером. Мебель, выполненная по этим проектам, ныне является украшением Московского дома-музея В.М. Васнецова. В коллекции хранятся также этнографические зарисовки художника-академиста А.В. Фищева, рисунки и эстампы художника-анималиста Е. Чарушина, выполненные им во  время эвакуации в г. Киров в годы Великой Отечественной войны, рисунки Кукрыниксов, И.И. Бродского, эстампы Е.М. Сидоркина, В. Станишевского, В.В. Окуня,  А.М. Колчанова и др.

Из печатной графики выделяются как наиболее ценный фонд коллекции плакатов периода Великой Отечественной войны 1941-1945 гг., открыток с видами города Вятки и уездных городов Вятской губернии конца ХIХ- начала ХХ веков, лубочных картинок ХIХ —  начала ХХ века.

Коллекция скульптуры (свыше 1280 музейных предметов) включает в себя широкий спектр произведений:от монументальных до мелкой пластики, выполненных в гипсе, мраморе, керамике, дереве, бронзе. Среди авторов следует  отметить имена таких мастеров советской эпохи, как М.М. Кошкин, Ф.А. Шпак, Н.А. Захваткин, С. Лаптев. Несомненной  художественной и исторической ценностью обладает собрание гипсовых фигур начала XX века, изготовленных в вятских мастерских И. П. Караваева и К. Н. Исупова в знаменитой слободе Дымково. В коллекции Кировского областного краеведческого музея представлен и другой, самый известный вятский промысел — дымковская глиняная игрушка. Около 1000 единиц хранения дымковской игрушки находится в музее, и среди них редчайшие — самые ранние работы XX века мастерицы А.А. Мезриной.