Villahermos Sarayı'ndaki Thyssen-Bornemisza Müzesi, Prado Müzesi ve Kraliçe Sofia Sanat Merkezi ile birlikte Sanat Üçgeni olarak adlandırılan bölgeye aittir. Baron Heinrich Thyssen-Bornemisza ve oğlu Hans Heinrich'in koleksiyonundan tablolar sunmaktadır. Thyssen-Bornemisza'nın koleksiyonu özellikle diğer İspanyol müzelerinde yeterince temsil edilmeyen alanlarda parlamaktadır. Duccio di Buoninsegna'nın İsa ve Samiriyeli Kadın tablosu gibi Trecento (14. yüzyıl İtalyan) dönemine ait tablolar ve Jan Van Eyck'in Müjde Diptik grisaille tablosu gibi Erken Hollandalı sanatçıların eserleri müzenin geç ortaçağ sanatının en iyi örnekleridir. Müze ayrıca aralarında Ghirlandaio'nun Giovanna Tornabuoni ve Carpaccio'nun Manzarada Genç Şövalye tablolarının da bulunduğu 15. yüzyıl portrelerinden oluşan seçkin bir koleksiyona ev sahipliği yapmaktadır. Dürer, Caravaggio, Rubens, Frans Hals ve Canaletto'nun eserleri, 16. ve 18. yüzyıllar arasında Avrupa sanatının yörüngesini izlememize yardımcı olmaktadır.
Müzeyi ziyaret etmek, özellikle 17. yüzyıl Hollanda ekolünde ve 19. yüzyıl Amerikan sanatçıları arasında popüler olan iki resim türü olan manzara ve tür sanatını incelemek için harika bir fırsat sunuyor. Bu resimler aynı zamanda Friedrich gibi Romantik ressamlara, Monet ve Degas gibi İzlenimcilere ve Gauguin ve Van Gogh gibi Post-Empresyonistlere de ilham vermiştir.
Ayrıca 20. yüzyılın önemli avangart eserlerini de barındırmaktadır: fauvizm, dışavurumculuk, sürrealizm, soyutlama ve pop art. Picasso'nun Aynalı Harlequin, Kandinsky'nin Üç Noktalı Resim, No. 196, Dali'nin Uyanmadan Bir Saniye Önce Narın Etrafında Bir Arının Uçuşunun Neden Olduğu Rüya, Chagall'ın Horoz, Hopper'ın Otel Odası ve Lichtenstein'ın Banyodaki Kadın adlı eserleri bunlardan bazılarıdır.
Thyssen-Bornemisza koleksiyonu, 19. yüzyılın başına kadar Eski Ustalar'ın bulunduğu ikinci kata yayılmıştır ve birinci kat empresyonizmden 20. yüzyıla kadar Modern Ustalar'ın çalışmalarına ayrılmıştır.
Müzenin zemin katı, ana salonun başlangıcında yer alan kendi girişiyle Carmen Thyssen koleksiyonundan 180 eserin yeni enstalasyonuna ev sahipliği yapıyor.
Heinrich Thyssen-Bornemisza sanat eserleri toplamaya 1920'lerde başladı. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki büyük kriz döneminden yararlanarak oldukça düşük fiyatlara tablolar satın aldı. Mali sorunlar nedeniyle, sahipleri en olumsuz satış koşullarını bile kabul etti.
