Собрание скульптуры музея довольно обширно, но достаточно специфично. Первыми поступлениями стали слепки с античной и европейской скульптуры 12 – 19 вв., скульптуры Древнего и Ближнего Востока, древнерусской монументально-декоративной пластики. Это уникальная по полноте и качеству коллекция, состоящая из более чем 3000 единиц хранения. Слепки играли важную роль в процессе обучения молодых ваятелей, копирование «антиков» было обязательным для будущих художников всех специальностей.

В отделе скульптуры есть и некоторое количество подлинных произведений античной, европейской и древнерусской пластики. Это и фрагмент мраморного древнегреческого надгробия, голова мужчины из Пальмиры; датированная III–IV вв., три терракотовые рельефа, относящиеся к концу 18 столетия, этюд натурщика 1764 г. – прекрасные произведения мастеров французской школы. Интересны и деревянные позолоченные скульптуры и фрагменты внутреннего убранства (иконостаса) церквей Симеона и Анны, Спаса на Сенной в Санкт-Петербурге.

Большой интерес представляют терракотовые рельефы итальянских мастеров эпохи барокко из коллекции венецианского кавалера А. Фарсетти, подаренные им Императорской Академии художеств в самом начале 19 в.

Как и другие собрания Научно-исследовательского музея Российской Академии художеств, скульптурный отдел на протяжении 18 – 20 вв. пополнялся за счет лучших учебных работ воспитанников Академии. Это этюды в гипсе, выполненные в натурном классе (например, этюд натурщика 1769 г. Ф. Ф. Щедрина, удостоенный малой серебряной медали), эскизы композиций («Ганимед с орлом» Н. С. Пименова – похвала Совета АХ) и программ (самые ранние 1772 г. – М. И. Козловского и Ф. Ф. Щедрина на сюжет «Изяслав Мстиславович и войны»); пенсионерские работы (в отличие от учебных, уже не рельефы, а круглые скульптуры, к примеру, «Прометей» Ф. Г. Гордеева, 1769 г.; «Купальщица» Н. А. Лаверецкого, 1869 г.); программы, удостоенные тех или иных званий. Среди последних – И. И. Подозерова «Портрет скульптора Н. С. Пименова», 1868 г., звание академика и его же «Ева», 1881 г., звание профессора
Неплохо представлено творчество М. М. Антокольского – около сорока его работ, выполненных в гипсе, дают возможность изучить стиль автора вплоть до последних дет жизни (статуя Петра I, 1872 г.; «Христос перед судом народа» 1874 г.; модель надгробия М. А. Оболенской, 1875 г.; проект памятника Екатерине II в Вильно, 1900 г.).

Интересны рельефы Г. Р. Залемана (части фриза «Олимпийские игры» для Музея изящных искусств в Москве, воск; «Похороны Ахилла» — рельеф, над которым мастер трудился последние годы жизни).
Разносторонне представлено творчество В. А. Беклемишева (жанровая группа «Деревенская любовь», 1896 г., портретные скульптуры П. И. Чайковского, бюсты В. Е. Маковского, А. И. Куинджи, Н. Н. Дубовского) и его ученицы и жены Е. И. Мишевой.

Портретные статуэтки работы И. Я. Гинцбурга доносят облик И. К. Айвазовского, В. В. Верещагина, В. И. Сурикова, Н. П. Кондакова. М. А. Чижов лепил П. Н. Грузинского, М. П. Боткина – целая портретная галерея запечатлела выдающихся деятелей науки и культуры. Отдельный раздел составляют мастерские произведения русских и иностранных ваятелей.

Советская художественная школа состоит из учебных и дипломных работ, выполненных в мастерских А. Т. Матвеева, М. Г. Манизера, В. В. Лишева, Н. В. Томского и других скульпторов; творческих произведений В. В. Лишева, М. А. Керзина, М. Г. Манизера, анималистов Г. И. Малышева и В. Я. Воробьева. Бюсты И. В. Крестовского, выполненные в 1950-е гг., запечатлели архитекторов П. С. Смирнова и Л. В. Руднева, живописцев М. П. Бобышова и П. П. Белоусова, искусствоведов И. А. Бродского и И. А. Бартенева.

Отдельный раздел – коллекция прикладного искусства, куда входит античная керамика и медали. В первую группу входят красно- и чернофигурные сосуды и светильники, фрагменты мелкой пластики древнегреческих мастеров VI-IV вв. до н.э. Наибольший интерес представляет аттический чернофигурный кратер, датированный последней четвертью VI в. до н. э.

Академические нагрудные медали и слепки исполнены известными медальерами: медаль Императорской Академии художеств И. Е. Егера из серебра относится к концу 18 в.; большая поощрительная медаль «За успех в рисовании» П. П. Уткина (выполнена из серебра М. В. Кучкиным; медаль Императорской Академии художеств «Достойному» П. П. Уткина (бронза, 1830-е – 1840-е гг.); медаль Императорской Академии художеств «Преуспевающему» работы А. П. Лялина (1850-е –1860-е гг., бронза); серебряные нагрудные значки выпускников Императорской Академии художеств 1898 и 1913 гг.