L'extraordinaire collection de peintures conservée au monastère a été réorganisée dans la seconde moitié du XXe siècle afin de permettre une installation correcte de la collection. En effet, depuis l'Antiquité, les œuvres étaient mal exposées dans les salles capitulaires et dans la sacristie, où l'éclairage limité et inapproprié et le manque d'espace rendaient non seulement difficile la contemplation des peintures, mais diminuaient également leur superbe qualité de couleurs, de lumière et de composition.

À cet égard, l'objectif principal était de donner à la commémoration du quatrième siècle de construction du monastère le maximum de signification et d'efficacité. L'un des projets de restauration les plus remarquables a été celui du Palais d'été de Philippe II, qui était dans un état de délabrement total, sans charpente, sans soldats et avec des plâtres endommagés. Des peintures des écoles flamande, allemande, italienne et espagnole ont été installées dans ces pièces, qui se trouvent au rez-de-chaussée, au niveau du Jardn de los Frailes (Jardin des Frères), et comprennent toutes les salles et chambres avec leurs salons, qui coïncident exactement avec ceux de l'étage supérieur ou Palais de Philippe II et qui entourent le Patio de los Mascarones. Lorsque tous les ajouts ont été supprimés et que la structure d'origine a été reconstruite, les halls, les salles principales et les salles de réception qui ont été ajoutés à cet ensemble à l'époque du fondateur sont à nouveau visibles tels qu'ils étaient prévus, avec des dimensions et un aspect similaires aux salles capitulaires, mais ils ont été divisés en hauteur et abondamment cloisonnés à l'époque de Charles IV. Dix salles au total ont permis à Madrid d'accéder à une nouvelle exposition d'art internationale importante.

Les écoles allemandes et flamandes ont produit des peintures aux XVe et XVIe siècles dans la salle I. Les pièces les plus importantes de cette exposition comprennent le Paysage avec saint Christophe de Patinir, Les marionnettes impropres (Ecce Homo) de Bosch, une partie de La Création, une reconstitution du Jardin des délices terrestres, les Études d'histoire naturelle de Dürer et un Triptyque de Gérard David avec La Pietà (au centre), Saint Jean-Baptiste (à gauche) et Saint François recevant les stigmates (à droite). Les tentations de saint Antoine de l'école de Bosch, Le changeur et sa femme de Marinus Reymerswaele, Le repos de la fuite en Égypte, attribué à Quentin Massys, et une grande toile de calvaire gothique peinte plutôt que brodée au XVe siècle selon la technique du "trepas ou repostero" sont d'autres œuvres d'art remarquables.

Michel Coxcie, un artiste flamand, a créé le triptyque de saint Philippe, l'Annonciation, la Vierge à l'Enfant avec saint Joseph et sainte Anne, la Vierge et saint Joseph prosternés devant l'Enfant Jésus, l'Offrande à l'Enfant Jésus et la Sainte Cène dans la salle II.

L'enterrement du Christ, le Christ crucifié dont le sang rédempteur est recueilli par trois anges, le Christ montré au peuple par Pilate (Ecce Homo), la Prière au jardin et Saint Jérôme en prière sont parmi les précieuses œuvres du Titien que l'on trouve dans la salle III. L'Adoration des rois et Le repos pendant la fuite en Égypte de Francesco Bassano, ainsi que Noli me tángere, une réplique du Véronèse de Luca Giordano, sont également exposés.

La vaste salle IV, qui correspond à la salle du trône du rez-de-chaussée, présente, entre autres, des œuvres du Titien (La Cène et St. Jean Baptiste), une superbe série du Tintoret (La Madeleine oignant les pieds du Seigneur dans la maison du pharisien ; Madeleine pénitente ; L'enterrement du Christ ; L'évanouissement de la reine Esther devant Assuérus et La Nativité avec l'adoration du berger (L'adoration des rois et L'adoration des bergers).

Trois œuvres de José de Ribera, dont Saint Jérôme le pénitent, Saint Antoine, Joseph berger du bétail de Laban, Saint François, L'enterrement du Christ, Le roi ermite, Saint Paul, Le philosophe Chrysippe, Saint Jean Baptiste enfant et Ésope, sont présentées dans la salle V, consacrée à ses œuvres.

Différents modèles en céramique Talavera, réalisés pour les besoins du monastère, sont exposés entre les salles V et VI dans une armoire ouverte des deux côtés avec des portes vitrées. Ces modèles comprennent des encriers, des cruches, des assiettes, des bols, des plateaux, des plats, des frondes, des bassins, des carreaux pour les plinthes et les étagères, et des carreaux pour les surfaces angulaires.

La Tunique de José de Velázquez, peinte pendant le séjour de l'artiste sévillan à Rome en 1630 (comme La Forge de Vulcain) se distingue parmi les œuvres de l'école espagnole du XVIIe siècle dans la salle VI, qui correspond aux chambres de Philippe II au niveau supérieur. Parmi les autres œuvres remarquables, citons la Présentation de la Vierge au temple de Zurbarán, la Naissance de la Vierge de Valdés Leal, la Vierge à l'enfant d'Alonso Cano, la Vue du palais d'Aceca de Juan Bautista del Mazo et le Portrait de Charles II enfant de Carreo de Miranda.

Le prophète Isaïe et la sibylle érythréenne d'Alessandro Bonvicino "Morettomasterpieces", le Sujet mystique de Mariotto Albertinelli, deux peintures anonymes en grisaille (Descente du Christ dans les limbes et Résurrection et Vierge à l'Enfant), et Saint Jean-Baptiste, une copie de Raphaël par Nicolas Poussin ne sont que quelques-unes des peintures remarquables de l'école italienne que l'on trouve dans la salle VII.

Quelques autres œuvres de l'école italienne se trouvent dans la salle VIII, notamment Descente de l'école de Véronèse, Lot enivré par ses filles, de Guercino, Vierge à l'enfant, Saint Jean enfant (La Vierge au chêne), attribué à Pordenone, et un Ecce Homo de Giovanni Battista Crespi.

Diverses œuvres d'art des écoles italienne, flamande et néerlandaise sont exposées dans la salle IX. Il s'agit notamment de tableaux de Rubens, Daniel Seghers, Van Dyck et Jan Davidsz de Heem (Vierge à l'enfant, Nature morte aux grenades, poires et raisins, et Nature morte aux raisins, poires, poires, prunes et pommes picorées par les oiseaux), ainsi que de Daniel Seghers et Daniel Seghers (La Cène à Emmaüs, une esquisse du tableau qui se trouve actuellement au Prado).

Le Martyre de Saint Maurice et la Légion Thébaine du Greco, Le Calvaire de Van der Weyden, une magnifique réplique de la Descente de Croix de Michel Coxcie (l'original est exposé au Prado), et une étonnante tapisserie de la série de La Conquête de Tunis, une pièce importante du maître bruxellois Willem Pannemaker réalisée au milieu du XVIe siècle, font partie des œuvres extraordinaires qui se trouvent dans deux grandes salles voûtées.

L'Adoration au nom de Jésus (également connue sous le nom de Rêve de Philippe II), Saint Eugène et Saint Pierre font partie des peintures de l'artiste crétois exposées dans la salle X, également connue sous le nom de Sala de los Grecos. Une étonnante tapisserie flamande de la série des Sphères du XVIe siècle est exposée, ainsi que deux pièces de Carletto Veronese, toutes deux représentant l'Adoration des rois.