Het Stedelijk Museum werd in 1895 geopend aan het huidige Museumplein, dat in die tijd een weiland was waar behalve het Stedelijk ook het Rijksmuseum (1885) en het Concertgebouw (1888) werden gebouwd. In de 20ste eeuw kwam daar het van Goghmuseum (1972) nog bij.
In het nieuwe museum werd de verzameling van Sophia Augusta de Bruyn, Douairière Lopez Suasso, tentoongesteld aangevuld met stijlkamers, afkomstig uit grachtenpanden die gesloopt werden. Ook verhuisde de Vereeniging tot het Vormen van een Openbare Verzameling van Hedendaagsche Kunst (VvHK) van het Rijksmuseum naar het Stedelijk. Zij lieten de Franse en Hollandse meesters van rond de eeuwwisseling zien; o.a. werd in 1938 de tentoonstelling 100 jaar Franse kunst gehouden. In 1949 en in 1962 schonk VvHK resp. 217 en 101 kunstwerken aan het museum. Ook andere particuliere verzamelaars schonken werken of gaven werken in bruikleen.
Van 29 april tot 28 mei 1923 werd in het Stedelijk Museum De Eerste Russische Kunsttentoonstelling. Een groot gedeelte van de tentoonstelling was in oktober 1922 te zien geweest in de Galerie Van Diemen in Berlijn. Denkelijk had de schilder Peter Alma, die in 1921 in Moskou El Lissitzky had ontmoet, invloed gehad om de tentoonstelling naar Amsterdam te halen. Bij de opening was de Russische kunstenaar Natan Altman aanwezig. Te zien waren werken van pre- en postrevolutionaire Russische kunstrichtingen, o.a. van Exter, Malevich, Popova, Rodchenko, Rozanova, Stepanova en Tatlin.
Onder de bezielde leiding van Willem Sandberg werd vanaf 1945 een begin gemaakt met het verzamelen van werken van de COBRA-groep en van de expressionisten. In 1954 werd het museum uitgebreid met een nieuwe moderne vleugel. Pas vanaf het begin van de jaren '70 toonde het Stedelijk uitsluitend moderne kunst.
In 1958 kocht het Stedelijk 29 schilderijen van Kazimir Malevich waarmee het de grootste collectie van Malevich in het Westen in bezit kreeg. Zie ook Malevich en het Stedelijk Museum.
Van 5 juni t/m 23 augustus 1992 werd in het Stedelijk Museum de tentoonstelling De Grote Utopie gehouden. De tentoonstelling ging over de Russische avant-garde van 1915 tot 1932.
Na een jarenlange strijd voor een betere behuizing is men nu bezig met een grote renovatie en een uitbreiding ontworpen door de architect Benthem Crouwel. Het museum is daarom tijdelijk gehuisvest in CS Post, een gebouw naast het Centraal Station in Amsterdam. Voor de uitbreiding is de vleugel uit 1954 afgebroken. De verwachting is, dat de uitbreiding in de zomer van 2009 geraliseerd is en dat eind 2009 weer bezoekers welkom zijn.
| kunstwerk | titel | kunstenaar | jaar | verkregen in |
![]() | Kan en drie flessen | Georges Braque | 1908 | aangekocht in 1955 |
![]() | Glas met rietjes | Pablo Picasso | 1911 | |
![]() | Tableau no. 3, compositie in ovaal | Piet Mondriaan | 1913 | |
![]() | Stilleven met gitaar | Pablo Picasso | 1924 | |
![]() | Compositie nr. XV in geel en grijs | Mondriaan | 1913 | aangekocht in 1949 |
![]() | Stilleven | Iwan Puni | 1917-1923 | Aangekocht in 1962 |
| . | Bouteille et journal | Henri Laurens | 1915 | Verworven in 1954 |
![]() | Lamp | Kazimir Malevich | 1913 | Verworven in 1958 |
![]() | Dame bij de reclamezuil | Kazimir Malevich | 1914 | Verworven in 1958 |
![]() | Gitaar | Pablo Picasso | 1924 |