В 1852 году состоялось открытие публичного музея, т.е. музея, доступного для публики. Тем не менее, еще долгое время выдавалось крайне мало входных билетов, и продолжали существовать разного рода ограничительные правила. Учет посетителей был строжайший.

Лишь в 1863 году был открыт свободный доступ в музей. С этого времени посещаемость стала быстро расти, и достигла в канун первой мировой войны внушительной по тем временам цифры – 180 000 человек в год.

Во второй половине XIX – начале XX века собрание Эрмитажа значительно пополнилось не только за счет покупок за рубежом, но и благодаря поступлению отечественных коллекций, а также материалов раскопок, которые проводились под наблюдением Археологической комиссии, созданной в 1859 году. Некоторые приобретения имели для музея особо важное значение. Так, коллекция маркиза Кампана, поступившая в 1866 году, содержала ценные и разнообразные памятники античного искусства (скульптуры и керамики, и в том числе знаменитая «царица ваз», статуи Августа, Юпитера и т.п.)

Значительно пополнили коллекции Эрмитажа собрание А.П. Базилевского, купленное в Париже в 1884-85 г. (памятники византийской культуры, первоклассные произведения прикладного искусства и др.), картины из галереи дворца Барбариго в Венеции, купленные в 1850 году, собрание французского маршала Сульто (1852г.), которое принесло шесть картин Тициана из восьми, которыми располагает ныне музей.

Покупка в 1866 году в Милане «Мадонны Литта» Леонардо да Винчи, а в 1870 году в Перудже «Мадонны Контестабиле» Рафаэля и, наконец, в 1912 году в Петербурге «Мадонны Бенуа» Леонардо да Винчи восполнили существовавший пробел в показе творчества великих мастеров итальянского Возрождения.

Передача в 1885 году коллекции Царскосельского арсенала обогатила Эрмитаж великолепными образцами западноевропейского и восточного оружия, многие из которых уникальны.

Совершенно особое место в истории Эрмитажа занимает купленное в 1910 году у знаменитого русского графа П.П. Семенова-Тян-Шанского собрание картин голландской и фламандской школ. Составлявшееся в течение полувека, оно насчитывало около семисот работ. Крайне важно, что ученый собрал свою коллекцию именно для Эрмитажа, отказываясь от более выгодных предложений. Работы в этой коллекции были не всегда первоклассные, но принадлежащие кисти самых разных и порою редких, не представленных ныне даже в музеях самой Голландии мастеров.

Важную роль в пополнении коллекции в начале XX сыграли дары. Среди них выделяются «Похищение сабинянок» Тьеполо, поступившее в 1910 году от С.М. Волконского, картина «Апостолы Петр и Павел» Эль Греко, отданная музею в 1911 году П.П. Дурново. Подаренная в августе 1917 года академиком И.И. Толстым коллекция русских монет и медалей увеличила уже имевшиеся собрания почти в 4 раза.

Большую ценность представили переданные в 1911 году по завещанию из коллекции Г.С. Строганова в Риме «Мадонна» Симона Мартини и из собрания П.С. Строганова в Петербурге «Поклонение младенцу Христа» Филиппино Липпи.

Перед началом первой империалистической войны в Эрмитаже насчитывалось уже 673 000 экспонатов.

Во время войны связи с военными действиями коллекции были временно эвакуированы в Москву и Эрмитаж закрыт. Возобновил он свою работу уже в 1919-21 году как советский музей. Музею, располагавшемуся в предреволюционном году в одном здании Нового Эрмитажа, были переданы помещения Старого и Малого Эрмитажей. С 1922 года музей постепенно занимает все большее количество залов Зимнего дворца, и, наконец, после Отечественной войны все здание целиком.

В 1920-х годах значительное количество памятников пришло из национализированных царских дворцов – Зимнего, Аничкова, Мраморного и других. Немаловажны были поступления и из пригородных дворцов, в которых к началу ХХ века скопилось значительное количество картин, в том числе ранее входивших в состав Эрмитажа. Так, из Гатчинского дворца в музей вернулась серия видов Дрездена работы Белотто и «Бегство в Египет» Тициана. Оттуда же Эрмитаж получил прекрасный «Пейзаж» Гварди, картины Маньяско, Батони и других итальянских художников XVIII века, полотно школы Рубенса «Сусанна и старцы». Из Мраморного дворца поступило известное поступление Сурбарана «Распятие». Голландская коллекция пополнилась работами XIX века, находившимися в Аничковом дворце.

Тогда же в Эрмитаж были переданы художественные сокровища из национализированных частных коллекций и собраний. Целиком или частично в Эрмитаж поступили исключительно ценные собрания аристократических домов Олив, Мятлевых, Воронцовых-Дашковых, Паскевича, Мусиной-Пушкиной, Горчаковых, Гагариных и других.

Весьма существенными для роста музея оказались передачи из различных институтов, обществ и комиссий. Так, из музея Общества поощрения художников были получены западноевропейские ткани и вышивки, немецкая и нидерландская деревянная скульптура, французская и итальянская бронза. Материалы, частично возвращенные в 1931 году Советскому правительству Русским археологическим институтом в Константинополе, влились в античные и восточные коллекции музея. Оттуда же пришли превосходные памятники Византии и древней Пальмиры. Передачи Академии наук, Ленинградского университета, Археологического общества и многих других учреждений преумножили нумизматические коллекции Эрмитажа.

В состав Эрмитажа вошел также и целый ряд первоклассных личных собраний деятелей русской науки и искусства: выдающегося египтолога Б.А. Тураева, ученого-археолога Н.И. Веселовского, собирателя среднеазиатских памятников Б.Н. Кастальского, многолетнего руководителя Археологической комиссии А.А. Бобринского. В Античный зал Эрмитажа поступили от академика живописи М.П. Боткина замечательные расписные вазы, от коллекционера А.И. Нелидова ювелирные изделия, от профессора античной филологии и ученого-нумизмата И.И. Толстого бронзы, терракоты, стекло. Раздел графики пополнился почти 4300 листами, завещанными художником и сотрудником Эрмитажа С.П. Яремичем.

Большую ценность представили многочисленные передачи из других музеев страны. Среди важнейших были картины знаменитой Кушелевской галереи, в 1862 году поступившей по завещанию ее владельца, графа Н.А. Кушелева-Безбородко, в Музей академии художеств и в 1922 году переведенной в Эрмитаж. Из Музея Академии художеств Эрмитаж получил и большое количество (около пятнадцати тысяч) рисунков и гравюр, а также часть скульптурного собрания этого музея.

Богатейшими коллекциями пополнился Эрмитаж в разные сроки из Музея художественно-промышленного училища Штиглица. Здесь были первоклассные произведения западного и восточного прикладного искусства, в частности иранские и турецкие ковры и ткани, изразцы и керамика, многочисленные бронзовые изделия, отдельные памятники византийского искусства, иллюминированные рукописные книги, около девяти тысяч рисунков, свыше пятидесяти тысяч графических листов, касающихся прикладного искусства, и многое другое.

В 1933 году Эрмитаж получил из Русского музея ценнейшие археологические материалы, доставленные экспедициями русского путешественника П.К. Козлова из древнего тангутского города Хара-Хото в 1909 и 1926 годах. Его всемирно известные находки 1924-1925 годов из гуннских могильников в горах Ноин-Улы (Монголия) поступили в 1934 году.