Este extraordinario museo se amplió en 2001 triplicando su espacio bajo la dirección de Philip Johnson, que también diseñó en 1961 el edificio original de estilo internacional. La primera planta conserva la incomparable colección del petrolero y editor Amon G. Carter, formada por 391 obras de dos famosos artistas del Oeste: Charles Russell (1864-1926) y Frederic Remington (1861-1909), punto de partida del museo . De Remington destacan la magistral A Dash for the Timber (1889) y la elegíaca Fall of the Cowboy (1895). Entre las obras de Russell están Christmas at the Line Camp (1904) e In Without Knocking (1909). La nueva planta superior está dedicada a exposiciones temporales y a mostrar otras obras de la Colección Carter, con nombres de la talla de Thomas Moran, Georgia O'Keeffe y Grant Wood. Cabe destacar la colección fotográfica de 230.000 imágenes, con obras de Laura Gilpin, Eliot Porter, Richard Avedon y Robert Adams, entre otros.