Cuando se termina el museo se realizó un programa iconográfico. La parte más  decorada es el gran friso que se colocó sobre la puerta oeste, la que se abre al Paseo del Prado y que desde finales del pasado siglo se conoce como "de Velázquez" por la estatua allí colocada con motivo de su centenario. Este friso presenta una alegoría del rey Fernando VII como protector de las ciencias, las artes y la técnica, que en figuras simbólicas se presentan ante su regio trono; detrás del rey, clásicos dioses mitológicos (Atenea, Apolo, Mercurio, Neptuno) parecen estar inspirándole aquellas decisiones de protección y progreso. Se completó la fachada con una doble decoración en los dos largos tramos de la galería central: esculturas alegóricas femeninas dentro de nichos-hornacina, y medallones con bustos de los más destacados artistas españoles: seis pintores (tres a cada lado de la puerta), cinco escultores (a continuación de los de la izquierda) y cinco arquitectos (al lado de los de la derecha).

El proyecto para el Gabinete de Historia Natural fue aprobado por el rey Carlos III en 1785, y las obras se iniciaron poco después. Villanueva concibió un edificio alargado siguiendo el eje de una luminosa galería rematada e interrumpida en su centro por tres cuerpos de mayor volumen: dos cubos en los extremos de la Galería y una edificación de planta basilical en su eje central. El cubo norte se organizaba en torno a una rotonda, con bellas columnas jónicas y bóveda semiesférica de casetones en su planta principal, y con una cripta en la baja; el cubo sur se articulaba en torno a un patio. Uno y otro parecen resucitar, como hizo en efecto el Neoclasicismo, organizaciones arquitectónicas propias de la antigüedad clásica: el templo circular el primero, y la distribución en torno a un patio de las dependencias de la casa romana, la "domus", el segundo. En cuanto al cuerpo central, que Villanueva destinaba a las reuniones y sesiones de los académicos y estudiosos de la Historia Natural, fue un claro recuerdo de la basílica romana, alargada y rematada por un ábside curvo.
Cuando Fernando VII, el rey fundador del Museo Real de Pinturas (esa fue su primera denominación oficial), decidió crear un museo con obras de arte de las colecciones de la monarquía española, desistió de hacerlo en el Palacio de Buenavista (actual Cuartel General del Ejército, en la plaza de Cibeles) en el que sí había pensado José I Bonaparte cuando había decidido crear (y lo hizo pero sólo sobre el papel de la Gaceta de Madrid) el llamado Museo Josefino. Fernando VII optó por dedicar a ese destino el edificio que para Gabinete de Historia Natural había iniciado casi treinta y cinco años antes su ilustrado predecesor. Esta decisión permitió que la construcción se retomara, y que se culminara el proyecto de Villanueva, para cuyo seguimiento se conservaban los planos y una hermosa maqueta, de tamaño más que discreto (casi cuatro metros de largo), cuya construcción él mismo había dirigido para conocimiento de su regio cliente.

Al fondo a la izquierda, el iglesia de San Jerónimo. Aprovechando las instalaciones del claustro, se quiere hacer la ampliación del Mueso del Prado. El proyecto elegido ha sido el del arquitecto español Rafael Moneo (abajo).