Ekspozycja na piętrze pałacu wilanowskiego ukończyła niedawno półwiecze (została otwarta w 1963 roku). Modernizacja i przebudowa tej przestrzeni, realizowana w latach 50.–60. XX wieku, nakierowana była na wybraną wówczas koncepcję prezentacji w tym miejscu historii malarstwa portretowego od XVI do XIX wieku.
Na piętrze znalazły się – pochodzące tak z kolekcji wilanowskiej, jak i z innych zbiorów, przede wszystkim Muzeum Narodowego w Warszawie – m.in. słynne portrety trumienne, wspaniałe barokowe konterfekty słynnych polityków i dowódców, bogata galeria wizerunków postaci związanych z epoką oświecenia i wreszcie – w północnym skrzydle – portrety XIX-wieczne.
Osobny pokój zajmowały portrety przedstawicieli rodu Sobieskich, swój „zakątek” mieli również Sieniawscy i Czartoryscy – właściciele rezydencji wilanowskiej w XVIII wieku – jak i osoby związane z dworem ostatniego króla Polski, Stanisława Augusta. Na ekspozycji znalazły się też cenne pasy kontuszowe i XIX-wieczne patriotyczne pamiątki, świadczące o podtrzymywaniu ducha niepodległościowego przez kolejne pokolenia.
W 2012 roku, kiedy jasne było, że prace modernizacyjne i zmiany w przestrzeni galerii na pierwszym piętrze pałacu są konieczne, muzeum wydało książkę autorstwa Krystyny Gutowskiej-Dudek „Portret Polski. Tradycja i świadomość historyczna”, która jest dziś pamiątką po nieistniejącej już ekspozycji (można ją kupić w e-sklepie).
Od listopada 2017 roku piętro pałacu pozostaje zamknięte do publiczności. W październiku 2018 roku rozpoczną się tam prace budowlane w ramach projektu „Restauracja i zabezpieczenie symbolu polskiego dziedzictwa kulturowego – Muzeum Pałacu Króla Jana III w Wilanowie”, a nową ekspozycję będzie można podziwiać już za nieco ponad rok.
