A Ludwig Múzeum – Kortárs Művészeti Múzeum válogatott és dinamikusan fejlődő gyűjteménnyel rendelkezik, melynek magját a Ludwig házaspár adománya képezi. A múzeum nemzetközi gyűjtőkörrel rendelkezik, a hatvanas évektől napjainkig keletkezett műalkotásokat gyűjti és mutatja be a közönségnek.
A Ludwig Múzeum 1989-es alapításakor Peter és Irene Ludwig hetven nagyértékű, a hatvanas-nyolcvanas évek nemzetközi tendenciáit képviselő műtárgyat adományozott az újonnan létrehozandó múzeumnak, melyet 1991-ben 95 tartós letét követett. A Kortárs Művészeti Múzeum 1996-os alapításakor számos újabb alkotással gyarapodott a múzeum, amelyek a kilencvenes évek törekvéseit mutatják be, különös tekintettel a rendszerváltás után induló új generációra. A hatvanas-nyolcvanas évek progresszív magyar művészete elsősorban a nemzetközi tendenciákkal párhuzamosan, válogatott műveken keresztül jelenik meg. A gyűjtemény különlegessége közép-kelet-európai karaktere adja: a magyar, szlovák, cseh, lengyel, román, ex-jugoszláv művészek munkáin keresztül hangsúlyosan jelenik meg egy sajátos történelmi, kulturális kontextussal rendelkező térség művészete.
Az elmúlt évtizedek gyűjtőtevékenységének köszönhetően 2017-ben közel 700 műtárggyal és több száz letéttel rendelkezik a Ludwig Múzeum – Kortárs Művészeti Múzeum, melyek egy része az állandó kiállításon látható. A gyűjtemény egésze az online adatbázisban tekinthető meg. Az évi 20-30 mű megvásárlását különböző pályázatok, így elsősorban a Nemzeti Kulturális Alap és a Peter und Irene Ludwig Stiftung támogatása teszi lehetővé.