Unter den Winterthurer Kunstmuseen ist das frühere Kunstmuseum das älteste – 1848 wurde der Kunstverein Winterthur gegründet, 1916 das Museumsgebäude eingeweiht – und zugleich das einzige, das seine Sammlung von Gemälden, Skulpturen, Zeichnungen und Druckgraphik kontinuierlich weiter ausbaut. Bis 2017 trug die Sammlung den Namen Kunstmuseum Winterthur. Durch die betriebliche Zusammenführung mit dem Museum Oskar Reinhart und der daraus resultierenden Dachmarke Kunst Museum Winterthur wurde es zum Kunst Museum Winterthur / Beim Stadthaus.

Seine Sammlung ist aus Winterthurer Privatsammlungen entstanden, die auf den Beginn des 20. Jahrhunderts zurückgehen. Ihnen sind die reichhaltigen Bestände an französischer Kunst zu verdanken. Zu nennen sind unter anderem die Donatoren Georg Reinhart, Arthur und Hedy Hahnloser-Bühler, E. Richard Bühler. Ergänzt wurden ihre Schenkungen durch die Sammlung von Heinrich Wolfer-Sulzer. 1973 erhielt das Museum mit dem Legat Clara und Emil Friedrich-Jezler eine der bedeutendsten Schweizer Sammlungen von Kunst klassischer Moderne.

Heute verfügt das Haus neben Basel, Zürich und Bern über die vierte grosse öffentliche Sammlung von Kunst der Moderne in der Schweiz. Damit ergänzt es die beiden Reinhart-Museen, Reinhart am Stadtgarten und die Sammlung Oskar Reinhart «Am Römerholz» in Winterthur mit ihren bedeutenden Beständen älterer Kunst.