Londono nacionalinė galerija buvo įkurta XIX a. pirmojoje pusėje. Skirtingai nuo kitų Europos šalių nacionalinių meno rinkinių, jos pagrindu tapo ne valdančiosios monarchijos kolekcija, o naujai sukauptas rinkinys. Britanijos [[karališkoji kolekcija]] nebuvo nacionalizuota, išliko privati ir atskirta nuo Londono nacionalinės galerijos rinkinių. 1823 m. tapytojas ir kolekcionierius George Beaumont pažadėjo paliktipadovanoti savo kolekciją valstybei. 1824 m. Anglijos [[Bendruomenių rūmai]] sutiko už 57 000 svarų sterlingų įsigyti bankininko John Julius Angerstein dailės kūrinių kolekciją po jo mirties. JąKolekciją sudarė 38 paveikslai, iš kurių garsiausiu buvo italo [[Sebastiano del Piombo]] altorinis paveikslas „Lozoriaus prisikėlimas“. Šiam paveikslui suteiktas Londono nacionalinės galerijos kolekcijos pirmasis katalogo numeris. Iki buvo pastatytas galerijos pastatas, paveikslai buvo eksponuojami bankininko namuose Londone, ''Pall Mall'' gatvėje, kartu su George Beaumont dovanotaisiais.
1831 m. Londono parlamentas patvirtino naujojo galerijos pastato projektą [[Trafalgaro aikštė]]je. 1838 m. klasicistinioKlasicistinio stiliaus pastatas pastatytas 1838 m. ir galerija atidaryta publikos lankymui. Iš pradžių galerija neturėjo sistemos, pagal kurią įsigytų paveikslus ir buvo kritikuota dėl ankstyvosios italų dailės pavyzdžių trūkumo. 1855 m. patvirtinta nauja galerijos administracija su direktoriumi Charles Eastlake priešakyje. Jis lankėsi žemyninės Europos šalyse ir per 10 metų ženkliai praplėtė italų dailininkų rinkinius − tuo metu įsigyti [[Paolo Uccello]] „San Romano mūšis“ ir [[Sandro Botticelli]] „Karalių pagarbinimas“. 1877 m. galerija įsigijo 77 paveikslus, daugiausiai olandų ir flamandų dailininkų, iš buvusio ministro pirmininko Robert Peel kolekcijos, tarp jų [[Meindert Hobbema]] peizažą „Alėja Midlharnyje“.
Londono nacionalinėje galerijoje yra eksponuojami ir anglų tapytojų kūriniai, tačiau dėl vietos trūkumo istorijos eigoje dauguma jųanglų tapytojų kūrinių buvo išstatomi yrakituose perduotimuziejuose kitiemsir muziejamsgalerijose. 1856 m. Londono nacionalinei galerijai atiteko [[Viljamas Terneris|Viljamo Ternerio]] daugiau nei 1000 kūrinių palikimas po mirties. 1961 m. didelė dalis šių kūrinių pradėti eksponuoti, tačiau nuolat plečiantis kolekcijai ir stingant vietos 1910 m. didžioji dalis V. Ternerio palikimo buvo perkelta į [[Teito galerija|Teito galeriją]]. Iš žinomiausių anglų kūrinių Londono nacionalinėje galerijoje eksponuojami [[John Constable|Dž. Konsteblio]] „Šieno vežimas“ ir V. Ternerio „Karo laivas „Temeraire“. Antrojo pasaulinio karo metu galerijos kolekcijos buvo išvežtos iš Londono.
