Unter den führenden Glassammlungen Europas ist die Düsseldorfer neben der des Victoria & Albert Museums in London die umfassendste. Die Entwicklung der Glaskunst vom Luxusglas vorrömischer Zeit bis zum Studioglas der Gegenwart wird breit und lückenlos präsentiert. Am Anfang stand die Vorbilder-Sammlung des Kunstgewerbemuseums. 1936 begann der systematische Ausbau zu einer nach kunst- und kulturgeschichtlichen Gesichtspunkten gegliederten Abteilung. Glückliche Erwerbungen größerer Gruppen von Gläsern der Antike und des Mittelalters, geschnittener Gläser des Barock, emailbemalter Gläser des 16./17. Jahrhunderts und bemalter und geschnittener Werke des Biedermeiers führten den Bestand nach und nach zu seiner heutigen Bedeutung. Er wurde seit 1963 ergänzt durch die umfangreiche Sammlung von Gläsern der Antike, des Islam, des Jugendstils und der 1920er bis 1990er Jahre, die Helmut Hentrich über Jahrzehnte zusammengetragen hat.

In hervorragenden Exemplaren dokumentiert die Sammlung Hentrich vor allem die Hauptrichtungen der Glaskunst des Jugendstils, so daß der Bestand des Kunstmuseums Düsseldorf an Gläsern dieser Epoche (Gallé, Daum, Tiffany, Koepping, Lötz u.a.) weltweit von keiner anderen Sammlung übertroffen wird. Diesen Bestand ergänzen größere Gruppen persischer, indischer und vor allem chinesischer Gläser, die die Bedeutung des Nahen und Fernen Ostens für die Glaskunst des Jugendstils veranschaulichen.

Zusätzliche Akzente setzen langfristige Leihgaben aus Privatbesitz, so die Sammlung mittelalterlicher Gläser des Krefelder Architekten Karl Amendt, die Gläser der böhmischen Manufaktur Lötz der Sammluch Barlach Heuer, die französischen Jugendstilgläser des Vermächtnisses Gerda Koepff, die Art Déco Gläser der französischen Manufaktur Schneider aus dem Besitz des Münsteraner Malerehepaares Kiffe und zahlreiche weitere. Die Ankaufspolitik für die Sammlung konzentriert sich heute neben punktuellen Ergänzungen auf die zeitgenössische Atelierproduktion. Verstärkt bemüht sich das Museum in letzter Zeit auch um die Designproduktion der ersten Nachkriegsjahrzehnte.