Nur ganz wenige Skulpturen der Glyptothek stammen aus altem Besitz der Wittelsbacher Kurfürsten und waren ursprünglich im Antiquarium der Münchener Residenz untergebracht. Dazu zählt als wichtigstes Stück die so genannte Trunkene Alte, die römische Kopie eines berühmten hellenistischen Originals aus den Jahren um 200 v. Chr.

Die meisten griechischen und römischen Marmorwerke des Museums erwarb hingegen Ludwig I., der sich auf einer Italienreise in den Jahren 1804/05 für die antike Kunst begeistert hatte. Noch als Kronprinz brachte er eine stattliche Sammlung durchweg höchst qualitätvoller Antiken zusammen, die er – wie auch den Bau der Glyptothek – stets aus der Privatschatulle bezahlte. Einige wichtige Werke kamen erst während seiner Regierungszeit als bayerischer König zwischen 1825 und 1848 hinzu, einzelne Erwerbungen erfolgten schließlich auch noch in den folgenden zwanzig Jahren bis zu seinem Lebensende. Die Zuwächse seit 1868 waren stetig, halten sich aber bis heute in einem überschaubaren Rahmen.

Ludwig I. wollte durch seine Kunstsammlungen und Museumsbauten, unter denen die Glyptothek den ersten Rang einnahm, die Stadt München zu einem Zentrum der Künste machen, zu einem „Isar-Athen“, wie er es nannte. Von Anfang an hatte er deshalb das Ziel, nur „Werke ausgezeichneter Schönheit“ zu erwerben und sie im Notfall auch teuer zu bezahlen. An künstlerischer Qualität sucht die Sammlung deshalb ihresgleichen.