Das Ludwig Museum wurde bereits durch die Gründungskommission als zeitgenössisches Museum konzipiert. Dabei bildeten aktuelle Positionen der französischen, amerikanischen und deutschen Kunst nach 1945, die von Peter und Irene Ludwig dem Museum anlässlich seiner Gründung 1992 überlassen wurden, den Grundkern der Sammlung. Neben Pablo Picasso, Max Ernst, und Man Ray finden sich u.a. Werke von Jasper Johns, Willem de Kooning, Robert Rauschenberg, Christian Boltanski, Daniel Buren, Jean Dubuffet, Martial Raysse, Niki de Saint Phalle,  Jean Tinguely, François Morellet, Patrick Raynaud oder Bernar Venet im Bestand. Kontinuierliche Erweiterungen der Sammlung, unter anderem auch durch Schenkungen, bereichern diesen Sammlungsbestand.

Die Ausrichtung des Museums auf französische Kunst des 20. Jahrhunderts, vornehmlich die Entwicklungen nach 1945 bis hin zu aktuellen Positionen, ist in Deutschland einmalig. Die Sammlung Ludwig und wechselnde Ausstellungen beleben sich durch einen gegenseitig fruchtbaren Dialog, der Bezüge schafft und erweitert. Das Ludwig Museum arbeitet nicht nur eng mit zahlreichen Institutionen und Museen in Frankreich zusammen, häufig mit Unterstützung der Französischen Botschaft und der Association Française d’Action Artistique (AFAA), sondern pflegt ebenso enge Verbindungen zu amerikanischen Künstler:innen und Institutionen, nach Südeuropa, aber auch zum Vorderen Orient, den Vereinigten Emiraten und nach China. Dabei lautet die Intention, völkerübergreifend relevante Positionen der Kunst zu zeigen und zu fördern. Es gilt dabei nicht nur Altbekanntes und Etabliertes zu präsentieren, sondern auch unbekannte Positionen von hoher Qualität neu vorzustellen. Das Museum setzt sich dabei gerne das Ziel, gelegentlich Vorreiter und Vordenker im Dialog der deutschen Museumslandschaft zu sein.