Entre os trabalhos, destacam-se as obras de Carybé, Jenner Augusto, Sante Scaldaferri, Calazans, Jaime Hora, Lev Smacevsk, Genaro Carvalho, Tati Moreno, Rubem Valentim, Emanoel Bonfim, Jamison Pedra, Fernando Coelho, Raimundo Oliveira, Lígia Sampaio, Mário Cravo Júnior, Carlos Bastos e Floriano Teixeira.
Há ainda nomes como Carl Brussel, Eduardo Carvalho, Bernabó, Osmundo Teixeira, Álvaro Santos, L. Brito, Celso Cunha, Ferjó e Sá Menezes. O acervo da Desenbahia inclui telas a óleo, gravuras, tapeçarias, esculturas em bronze, aço e latão. Algumas obras incluídas estão cedidas em comodato ao Palácio de Ondina e à Governadoria do Estado, outras estão expostas nas dependências da Desenbahia.
