Über eine halbe Million Zeichnungen, Druckgrafiken und Fotografien vom Mittelalter bis heute werden hier bewahrt, u. a. von Dürer, van Eyck, Rembrandt, Piranesi, Fragonard und Friedrich bis hin zu Toulouse-Lautrec, Kotzsch, Glöckner, Baselitz und Tillmans.

Bereits im 16. Jahrhundert haben die sächsischen Herrscher begonnen, Kunst auf Papier zu sammeln. Dabei ging es noch weniger um den künstlerischen Wert, als vielmehr um den Aufbau einer Art Zentrum der Bilddokumentation, das Wissen und Weltvorstellungen vereinen sollte.

August der Starke war es dann, der im Jahr 1720 die Bestände in mehrere Spezialmuseen gliederte, sodass neben den naturwissenschaftlichen Sammlungen und der Bibliothek auch das Kupferstich-Kabinett entstand – als ältestes Spezialmuseum für Kunst auf Papier im deutschsprachigen Raum. Im Laufe des 18. und 19. Jahrhunderts entwickelte sich das Kabinett dann zunehmend von einem höfischen „Dokumentationszentrum“ zu einem Kunstmuseum für Grafik und Zeichnung mit Werken aller Schulen auf internationalem Niveau. Bereits 1899 wurde eine Abteilung für künstlerische Fotografie eingerichtet – wiederum eine der ersten an einem Museum im deutschsprachigen Raum.

Der Nationalsozialismus brachte einen großen Verlust für die Sammlung mit sich: 381 Werke, insbesondere der expressionistischen Künstler wie Ernst Ludwig Kirchner, fielen der Aktion „Entartete Kunst“ zum Opfer. Bereits ab 1940 wurden Teile der Sammlung ausgelagert und überstanden so die Bombenangriffe auf Dresden. 90 Prozent der Blätter transportierte die Rote Armee nach dem Zweiten Weltkrieg in die Sowjetunion, von wo diese 1958 größtenteils zurückkehrten. Bis heute zählen noch etwa 50.000 Blätter zu den seit 1945 kriegsbedingt vermissten Werken.