Le musée possède un fonds d’arts graphiques très riche et diversifié. Gravures, pastels, dessins, aquarelles des XVIIIe, XIXe et début du XXe siècles se déploient dans les diférents salons du Pavillon de Vendôme.
Le rez-de-chaussée est consacré à Henri Dobler (1863- 1941), dernier propriétaire et donateur du Pavillon de Vendôme ainsi que d'une partie des collections. Chaque salon du premier étage présente une technique graphique spécifique : des pastels dont le magnifique Autoportrait présumé de Jean-Baptiste Van Loo, des sanguines, des eaux-fortes avec une série de la collection du Marquis de Lagoy d'après les grands maîtres tels que Michel-Ange ou Raphaël.