Из сорока четырех итальянских картин в Национальной галерее «болонцы» были представлены семнадцатью полотнами и венецианские мастера – тринадцатью. Английская школа была представлена двадцатью тремя картинами, французская-двадцатью, из которых десять составляли произведения Клода Лоррена, девять картин было фламандских (из них пять «рубенсов»), восемь – голландских (среди них шесть работ Рембрандта), испанскую школу представляла всего лишь одна посредственная работа Мурильо. Как бы то ни было, галерея уже перешагнула за рамки любого обычного частного собрания, и ее быстрый рост вызвал настоятельную необходимость в создании для нее соответствующего помещения. В доме Ангерстейна, где картины висели до самого потолка, им стало уже слишком тесно. В залах было жарко и грязно от большого скопления посетителей, и это создавало совершенно неподходящую атмосферу для хранения живописи. В 1831 году был решен вопрос о постройке для галереи по проекту архитектора Уильяма Уилкинса специального здания, для которого был избран участок на северной стороне Трафальгарской площади. Тем временем старый особняк Ангерстейна был также затронут ведущимися рядом земляными работами, и попечители галереи вынуждены были временно перенести картины в один из соседних домов (№ 105 по ул. Пэлл-Мэлл). Наконец строительство нового здания было закончено. Два его крыла, идущие вдоль площади, соединялись в центре парадным холлом с купольным покрытием, вход в который был оформлен классическим восьмиколонным портиком.
По своему внешнему виду здание не представляло особенно удачного архитектурного решения. Если портик на своем высоком цоколе и обладал определенной импозантностью, то уродливость барабана и купола бросались в глаза тем более, что скульптуры, которые по замыслу архитектора должны были их декорировать, так и не были поставлены. В 1838 году галерея разместилась в этом помещении и была торжественно открыта для публики. Начался новый период в жизни музея. Еще за два года перед тем, в 1836 году, был издан первый большой каталог всего собрания. В двух объемистых томах были даны гравированные воспроизведения всех 114 картин, из которых состояла тогда галерея, с подробным описанием каждой из них. Это богатое издание говорит о многом, и прежде всего о том, что за двенадцать лет своего существования Национальная галерея уже сделалась одним из важнейших художественных учреждений страны, а ценность и значение ее художественных памятников приобретали все более широкую известность.
Интересны сведения, даваемые каталогом 1843 года, изданным через пять лет после открытия здания на Трафальгар-сквер. В это время в каталоге значилось уже сто восемьдесят семь картин. Галерея была открыта для посетителей по понедельникам, вторникам, средам и четвергам. По пятницам и субботам она была предоставлена художникам, занимавшимся изучением и копированием картин. Популярность галереи возрастала из года в год, о чем наглядно свидетельствуют цифры посещаемости. Если в 1839 году там побывало 114 тысяч человек, то в следующем, 1840 году число посетителей возросло сразу до 467 тысяч, а в 1841 году до 538 тысяч в год. Вместе с тем неуклонно росло и собрание.