В основе фондов музея лежит «Коннозаводская галерея» — уникальное собрание произведений искусства, посвященных исключительно лошадям. Эту укникальную коллекцию собрал коннозаводчик и большой знаток орловской породы Яков Иванович Бутович, который был хозяином и директором Прилепского конного завода Тульской области. Бутович собрал 1200 экспонатов. 23 января 1929 года при Московском ипподроме открыт Государственный научно-художественный музей коневодства и коннозаводства в основой экспозиции которого стало собрание Бутовича. А сам Яков Бутович был арестован, затем выслан из столицы. Но и в ссылке он не оставил дела всей своей жизни. Он писал воспоминания, пытаясь сохранить для потомков различные интересные сведения и составлял каталог своей коллекции. К сожалению, Яков Бутович умер в крайней нужде. Даже точная дата его смерти неизвестна — это примерно 1937–1938 годы. Музей коневодства передан Тимирязевской академии в 1940 году. Фонды музея постоянно пополняются. Сейчас это более трех с половиной тысяч картин, скульптур, произведений прикладного искусства графики, более пятидесят пяти тысяч негативов, свыше тридцати фильмов, коллекция поддужных колокольчиков, значков и различных сувениров с изображением лошадей, конвертов, открыток и марок. Главную часть живописной коллекции составляют работы анималистов и баталистов, для которых лошадь являлась постоянным и любимым объектом. Это Б. Биллевальде, А. Кившенко, П. Грузинский, П. Ковалевский, А. Орловский, П. Клодт, М.Авилов, М. Греков, Е. Лансере, Н. Самокиш и другие. Здесь представлены и подлинные произведения русских живописцев и скульптуров Врубеля, Серова, Верещагина, Сурикова, Поленова. Особое место в коллекции занимают работы основоположника русского анимализма Н. Сверчкова. Это более 450 рисунков и акварелей, литографий и картин. Все экспонаты музея знакомят зрителей с породами лошадей, с разными направлениями коневодства и коннозаводства, с рекордсменами среди лошадей тяжеловозных, рысистых верховых пород, с чемпионами среди производителей. Залы музея расположены по кругу. Картины на всех стенах висят почти вплотную. Везде красавцы кони скачут галопом или летят словно птицы, грациозно встают на дыбы или неистово бьют копытом. Один из уникальных экспонатов — портрет графа Орлова на его коне по кличке Свирпый II. Этот конь стал родоначальником орловской породы лошадей. А портрет написан при жизни Орлова в 1795 году. Есть два трогательных экспоната — скелеты коней по кличке Улов и Бычок. В 19 веке это были жеребцы-рекордсмены. В музее собрана богатейшая библиотека — более двенадцати тысяч экземпляров журналов и книг по коневодству.