A Radnai Gyűjtemény festményeket, rajzokat, kő- és bronzszobrokat, kisplasztikákat, néhány bronz reliefet, valamint érmeket és plaketteket, közel ezer műalkotást foglal magába. A teljes kollekció 4/5-e rajzművészeti alkotás.

A gyűjtemény kivételesen gazdag rajz anyagában a legkorábbi művek a XIX. század utolsó negyedéből, a legkésőbbiek az 1950-es évek elejéről valók, azaz 50 év magyar rajzművészetét fogják át. A gyűjtemény egészét tekintve azonban a korai és a késői lapok is kivételnek számítanak, ugyanis a festmények az 1910-es évektől az 1930-as évek végéig, a szobrok az 1900-as évek elejétől az 1940-es évek közepéig, a rajzművészeti alkotások jelentős többsége pedig az 1900-as évek elejétől az 1940-es évek első feléig tartó időszakból származnak.

A Radnai-gyűjtemény művészettörténetileg felbecsülhetetlen értékét a két világháború közötti, kiváló színvonalú alkotások jelentik, közöttük Rippl-Rónai, Gulácsy, Kernstok, Derkovits, Szőnyi, Egry, Márffy, Kmetty, Uitz, Berény Róbert, Bernáth Aurél, Dési Huber stb rajzai, Bernáth, Elekfy és Bornemisza akvarelljei, Rippl-Rónai, Nagy István, Egry József, Szőnyi István, Bernáth Aurél, Derkovits Gyula, Barcsay Jenő, Bornemisza Géza, Szobotka Imre, Novotny Emil Róbert, Hincz Gyula és Bartha László festményei, Medgyessy Ferenc, Beck Ö. Fülöp, Pátzay Pál, Ferenczy Béni, Beszédes János László, valamint Vilt Tibor szobrai, Madarassy Walter érmei, Borsos Miklós rézdomborításai.
Az említett művészek alkotásain kívül számos további különleges alkotást is tartalmaz a gyűjtemény ugyanezen időszakból, pl. Miháltz Pál, Nagy Sándor, Kádár Béla, Dömötör Gizella, Orbán Dezső stb egy-egy, vagy több remek ceruzarajzát, Tihanyi Lajos litográfiáját, Kádár Béla két tusrajzát, s hosszan lehetne folytatni a felsorolást.

A gyűjtő, dr. Radnai Béla (Cegléd, 1891 – Budapest, 1962) az egységes magyar gyorsírás feltalálója az 1920-as években kezdett el kortárs művészektől grafikai alkotásokat vásárolni. Azon első magyar műgyűjtők egyike volt, aki felismerte a rajzművészet maradandó értékeit, s szisztematikusan igyekezett fejleszteni rajzkollekcióját.
A Gresham-kör alkotóin kívül a 10-es évek avantgárd művészeinek, néhány XIX. századi mesternek, és saját kora pályakezdő művészei közül, több fiatal alkotónak a munkáit is megszerezte. A kiválasztott művészektől igyekezett festményeket, szobrokat is vásárolni, s az 1940-es évek közepén a két világháború közötti magyar művészet egyik legfontosabb hazai gyűjteményét mondhatta magáénak.

Dr. Radnai Béla gyűjtőtevékenységének legnagyobb jelentősége, túl gyűjteménye felbecsülhetetlen értékén, hogy példát mutatott saját kora alkotóinak megbecsülésére, önzetlen támogatására s a pályakezdő művészek felkarolására. Ezt javasolta Kolozsváry Ernő győri műgyűjtőnek és középiskolai tanárnak is, amikor fiatal gyűjtőként felkereste, és vásárolni kívánt tőle, valamint kikérte a véleményét, mit érdemes gyűjteni. Kolozsváry Ernő később Győr város első szabadon választott polgármestere lett. Miután alaposan ismerte a Radnai-gyűjtemény értékeit, erre a kollekcióra, és dr. Váczy Péter magángyűjteményére alapozta a városi fenntartású intézményhálózat legutolsó láncszemeként megalapított Városi Művészeti Múzeumot. A gyűjtemény az özvegy halála után került végleg Győrbe. Előtte kétszer volt látható nagyobb válogatás belőle: 1994. november 4-től, a város új múzeumának megnyitásakor, valamint 1997. november 3-tól az állandó kiállítás helyszínének kiválasztott Esterházy-palota felújításának befejezését követően. Maga az állandó kiállítás 2005. december 2-án nyílt meg, s 2017-ben került átrendezésre. 2009-ig negyedévente tematikus válogatásban, vagy művészenként, az állandó kiállítással párhuzamosan a rajzgyűjtemény is bemutatásra került, s a veszprémi Csikász Galérián kívül számos külföldi kiállító intézményben is megismerhették a gyűjteményt (pl.: Bécs, Igló, Körmöcbánya).