Am 24. Februar 1960 gründeten die Witwe und die Kinder Emil Bührles, Charlotte Bührle-Schalk, Dr. Dieter Bührle und Hortense Anda-Bührle die Stiftung Sammlung E.G. Bührle mit Sitz in Zürich. Sie übergaben der Stiftung drei Fünftel der vorhandenen Werke aufgrund einer Teilung, die sicherstellte, dass die vom Sammler angestrebte Struktur und Vollständigkeit in der Stiftung sichtbar blieb. Die Stiftung wurde in dem Haus an der Zollikerstrasse 172 eingerichtet, das dem Sammler zur Lagerung der Bilder gedient hatte. Die dem Wohnhaus des Sammlers benachbarte Villa aus dem Jahr 1886 wurde jetzt als Ganzes zum Museum umgebaut und war ab Juni 1960 der Öffentlichkeit zugänglich. Die Kosten für Betrieb und Unterhalt des Museums wurden seither von der Familie des Stifters getragen.

1973 erschien im Artemis-Verlag ein wissenschaftlicher Gesamtkatalog der Sammlung (2. Auflage 1986). 1976 wurde das Haus an der Zollikerstrasse gründlich renoviert. Zum 100. Geburtstag des Sammlers wurde 1990-91 eine Auswahl wichtiger Bilder aus der Stiftung und aus Privatbesitz in der National Gallery of Art in Washington, im Musée des Beaux-Arts in Montreal, im Yokohama City Museum und in der Royal Academy of Arts in London gezeigt. 2004/05 erschien ein neuer, dreibändiger Gesamtkatalog der Sammlung.

Am 10. Februar 2008 wurde das Museum der Stiftung Opfer eines bewaffneten Raubüberfalls. Vier Hauptwerke der Sammlung wurden entwendet: Paul Cézanne, Der Knabe mit der roten Weste, Edgar Degas, Graf Lepic und seine Töchter, Vincent van Gogh, Blühende Kastanienzweige, Claude Monet, Mohnblumen bei Vétheuil. Die Bilder von van Gogh und Monet wurden eine Woche später wieder sichergestellt, die beiden anderen bleiben verschwunden.