Ateneumin taidemuseossa on maan laajin ja kattavin kokoelma suomalaista taidegrafiikkaa 1800-luvun lopulta tähän päivään. Nykygrafiikan osalta Ateneumista löytyy niiden taidegraafikoiden tuotantoa, jotka ovat aloittaneet julkisen toimintansa ennen vuotta 1960. Tätä nuorempien taiteilijoiden teokset löytyvät Nykytaiteen museo Kiasmasta. Lisäksi kokoelmaan kuuluu edustava valikoima pohjoismaista ja eurooppalaista grafiikkaa. Suurimman erillisen kokoelman muodostavat japanilaiset puupiirrokset.
Laaja piirustusten, piirustusluonnosten, akvarellien ja luonnoslehtiöiden kokoelma kattaa sangen edustavasti Suomen taiteen historian Lauréuksesta tähän päivään. Kokoelmalla onkin erittäin suuri merkitys suomalaisen taiteentutkimuksen kannalta. Kokoelmaan kuuluu myös jonkin verran ulkomaista piirustustaidetta.
Ateneumin grafiikka- ja piirustuskokoelmia varten Ateneum-rakennuksen toisessa kerroksessa on omat, asianmukaisesti varustetut näyttelysalit, joissa erikoisnäyttelyiden lisäksi esitellään museon omia töitä säännöllisesti vaihtuvissa kokoelmanäyttelyissä.