Le musée Reina Sofía abrite également des œuvres d'autres géants de l'art espagnol du XXe siècle, Salvador Dalí et Joan Miró. La collection couvre principalement la période du XXe siècle jusqu'aux années 1980. On y trouve quelques œuvres d'artistes non espagnols, dont Figure allongée de Francis Bacon, mais l'Espagne est largement majoritaire. Outre les peintures, le musée possède également une impressionnante collection de sculptures, dont des œuvres colorées et originales de Miró, ainsi qu'un buste de Picasso par Pablo Gargallo. Le joyau du musée Reina Sofía est sans conteste Guernica de Picasso, salle 206 au 2e étage. Cependant, certains tableaux sont parfois déplacés et peuvent donc être plus difficiles à localiser. Le musée Reina Sofía organise les œuvres par thème ; pour découvrir l'ensemble des œuvres de Dalí, il faudra donc parcourir un certain nombre de kilomètres.