1 августа 1983 года музей зарегистрирован в Реестре государственных музеев РСФСР, а 20 сентября 1983 года вышел приказ Управления культуры Сахалинской области «Об открытии художественного музея в г. Южно-Сахалинске».
В 1986 году музей получил в оперативное управление здание, которое было построено в 1930 году для отделения японского Колониального банка «Такусеку». Неизвестный автор проекта здания взял за основу достижения европейской архитектуры позднего модерна, что создает особую обстановку для восприятия произведений искусства. В 1999 году зданию присвоен статус объекта культурного наследия регионального значения.
Под руководством первого директора музея Р. С. Гороховой начали формироваться коллекции русского искусства и современной графики, работы художников Сахалина и Дальнего Востока, произведения искусства Японии, а также были установлены первые профессиональные контакты с музеями России, творческими организациями республик бывшего СССР и стран зарубежья (Япония и КНДР).
Благодаря своей выставочной работе музей знакомит сахалинцев с лучшими образцами русской и зарубежной живописи, творчеством известных современных художников России – живописцев и графиков Москвы и Петербурга, дальневосточных художников из Якутии, Приамурья, Приморья, земляков-сахалинцев.
В 2007 году Сахалинский художественный музей был номинирован независимой комиссией на премию «REAновости» и звание «Музей года» России и разделил с Музеем истории Санкт-Петербурга (Петропавловская крепость) пятое место.