Unter den vielen Museen der Stadt besonders sehenswert ist das „Puschkin-Museum für Bildende Künste“ mit hervorragenden Exponaten zur Kulturgeschichte des Altertums, zur Renaissance und einer breitgefächerten Gemäldesammlung vornehmlich westeuropäischer Künstler.
Sehr interessant ist auch die „Tretjakow-Galerie“. Sie ist das größte Museum der russischen nationalen Kunst und präsentiert mehr als 100.000 Gemälde, Graphiken und Skulpturen vom 11. Jahrhundert bis zur Gegenwart. Die Galerie wurde 1902 erbaut. Der Gründer war der russische Kaufmann Pawel Tretjakow (1832–1898). Als ein leidenschaftlicher Sammler begann Tretjakow vom Jahre 1856 an, die Werke zeitgenössischer russischer Maler zu erwerben. 1892 betrug seine Sammlung, die nun auch Ikonen umfasste, ungefähr 2000 Werke. In diesem Jahr schenkte er seine Sammlung der Stadt Moskau.
Nach Tretjakows Tod wurde das Museum von der Stadtduma geleitet. Zu den Mitgliedern der Duma gehörten meist russische Künstler wie Ilja Ostruchow. Nach der Oktoberrevolution im Jahre 1917 erlangte die Galerie nationalen Status. 1920 bis 1930 wurden Sammlungen zahlreicher anderer Museen in die Tretjakow-Galerie übertragen. Mitte der 1930er Jahre fanden dort, wegen des auf den ständigen Zuwachs folgenden Raummangels, umfangreiche Erweiterungen statt. Auf Grund des großen Besucherandrangs erfolgte in den 1980er und 1990er Jahren ein weiterer Um- und Ausbau. 1995 wurde auch eine Abteilung für Moderne Kunst eröffnet.
Einen Besuch wert ist auch das Panorama der „Schlacht von Borodino“, geschaffen von Franz Robaut (1856–1928), im Borodino-Panorama-Museum, oder eine der zahlreichen Kunstausstellungen.
Östlich des Stadtzentrums, im früheren Andronnikow-Kloster, befindet sich das Museum des Malers Andrei Rubljow (1360–1430), in dem der Meister der russischen Ikonenmalerei und Begründer der Moskauer Malschule im 15. Jahrhundert als Mönch lebte, starb und auch beigesetzt wurde. Das Museum beherbergt Ikonenmalerei des 14. bis 17. Jahrhunderts.
Eines der schönsten Klöster Moskaus ist das Nowodewitschi-Kloster am rechten Moskwa-Ufer südwestlich des Stadtzentrums. Es war für 400 Jahre Zeuge historischer Ereignisse in Zusammenhang mit Persönlichkeiten wie Iwan der Schreckliche, Boris Godunow und Peter I.. Die architektonische Gesamtheit des Klosters entstand Ende des 17. Jahrhunderts und ist bis heute eines der Besten seiner Art in ganz Russland. In der Smolensk Kathedrale ist eine wertvolle Wandmalereien des 16. Jahrhunderts und ein prächtige Ikonostase mit den Ikonen der bekanntesten kaiserlichen Herrschaften jener Zeit. In der Nähe des Klosters liegt der Nowodewitschi-Ehrenfriedhof, auf dem zahlreiche berühmte Persönlichkeiten ihre letzte Ruhestätte fanden.