Den Kernbestand des Museums für moderne Kunst bildet die private Kunstsammlung von Bernhard Sprengel. 1969, am siebzigsten Geburtstag des Schokoladenfabrikanten, übergab Sprengel seine Sammlung moderner Kunst der Landeshauptstadt Hannover. Zusätzlich stiftete er einen namhaften Betrag in Höhe von 2,5 Millionen Mark zum Bau des Museums. Die Museumsräume nahmen erste Gäste erstmals zehn Jahre später auf.
Heute beherbergt das Museum die Werke von Picasso, Chagal, Léger, Beckmann und anderen Künstlern des 20. Jahrhunderts. 2000 vermachte Niki de Saint Phalle, die durch ihre Nana-Skulpturen am Hohen Ufer bekannt geworden ist, 300 ihrer Werke dem Sprengel Museum Hannover.