A Coleção Nacional de Fotografia é um importante conjunto de obras de arte que se encontra à guarda do CPF desde o ano da sua criação, em 1997. Começou por ser um núcleo de fotografia da Coleção SEC criado para assinalar os 150 anos da invenção formal da fotografia em 1989. Com 346 imagens representando o trabalho de 98 fotógrafos, Jorge Calado, o seu formador inicial, conseguiu reunir o que de melhor havia na fotografia mundial.

Após a criação do Centro Português de Fotografia, o Estado e a Fundação de Serralves (entidade comodatária do núcleo de fotografia da denominada Coleção SEC) assinaram um Termo de Restituição de Obras que conferiu ao CPF a responsabilidade pelo seu levantamento com vista à integração naquela que passaria a denominar-se “Coleção Nacional de Fotografia”.

Na prossecução da sua missão, o CPF procurou por valorizar e enriquecer o conjunto de origem por acrescentar à coleção um número significativo de imagens, de fotógrafos portugueses e estrangeiros, e por complementá-la com fotografia histórica, que incluiu vários álbuns e fototipias. Em 2006, a Coleção Alcídia e Luís Viegas Belchior (CALVB), adquirida por compra e integrada na Coleção Nacional de Fotografia, contribuiu significativamente para o seu crescimento, na medida em que inclui documentos de extrema raridade e muitas fotografias inéditas, assim como obra dos mais reconhecidos fotógrafos estrangeiros que se fixaram em Portugal, ou que por cá passaram em missões fotográficas.