Η Δημοτική Πινακοθήκη Χίου έχει δημιουργηθεί με βάση ιδιωτικές δωρεές, οι οποίες αποτέλεσαν τις πρώτες Συλλογές της. Ο αρχικός πηρύνας σύμφωνα και με τον Σχέδιο Κανονισμού της ΔΠΧ το 1994, αποτελείται από τις συλλογές Γιάννη Μηταράκη (Jean Mitta), την Συλλογή Νικολάου και Μαριάννας Διοματάρη και την Συλλογή των έργων σύγχρονων και ξένων καλλιτεχνών, των οποίων έργα δωρήθηκαν στο πλαίσιο εκθέσεων ή επαφών των καλλιτεχνών με την Δήμο Χίου. Πολύ σύντομα προστέθηκε η δωρεά της Ερισσούς Μελέκου, η οποία οργανώθηκε στην ενότητα Συλλογές Μελέκου – Χρυσανθόπουλου.

Το 2003, μετά από την Αναδρομική Έκθεση του αείμνηστου Νίκου Γιαλούρη στο Κέντρο “Γεώργιος Καλουτάς” τον Οκτώβριο του 2002, ο γνωστός χαράκτης και ζωγράφος δώρισε ολόκληρο το έργο του, το αρχείο του και τα αντικείμενα που βρίσκονταν στο εργαστήριο του στον Δήμο Χίου με σκοπό να αποτελέσουν ένα “Μουσείο Γιαλούρη”. Το ῾Μουσείο Γιαλούρη῾ λειτούργησε για λίγα έτη σε άλλο χώρο που την ΔΠΧ. Μετά από περιπέτειες το σύνολο της Δωρεάς Γιαλούρη ενσωματώθηκε και αποτελεί το κύριο σώμα της Δημοτικής Πινακοθήκης Χίου.

Στις Συλλογές της Πινακοθήκης προστέθηκαν η Συλλογή Φρίξου Αριστέα με έργα από τον κύκλο Χωριά της Χίου και η Συλλογή Σύγχρονοι Χιώτες Δημιουργοί με έργα Κύριλου Βενιάδη και Γιώργη Ζυμαράκη.

Όπως προβλέπεται από την ίδρυση της Πινακοθήκης, στον θεσμό περιλαμβάνεται μια μικρή Συλλογή Γλυπτών και προβλέπεται η ανάπτυξη συλλογών φωτογραφίας και νέων μορφών τέχνης.

Σήμερα η Πινακοθήκη διατηρεί τις παρακάτω Συλλογές.