Oddělení fotografické dokumentace je specializované pracoviště věnující se systematické obrazové digitalizaci sbírkových předmětů. Jedná se především o fotografie obrazů, plastik, grafických listů, kreseb, orientálního umění, uměleckého řemesla a designu. K těmto účelům je vybaven profesionální ateliér, umožňující důkladnou fotografickou dokumentaci rozdílných typů sbírkových předmětů. Dokumentovány jsou též výstavy NGP.
Fotografický ateliér pečuje o svůj obsáhlý archiv černobílých velkoformátových negativů, čítající více než 150 tisíc exemplářů, jejichž historie sahá až k roku 1925. Negativy pocházejí kromě bezejmenných fotografů Obrazárny SVPU také od Josefa Sudka, Vladimíra Fymana, tří generací rodiny Divišů a dalších. Jsou tak kontinuálně zaznamenávány různé fáze vývoje stavu sbírkových předmětů a existuje takto i obrazová podoba děl, které NGP již nevlastní. Součástí fotografického archivu je i soubor barevných diapozitivů, které mapují nejpodstatnější a v historii nejčastěji publikovaná díla.
Kromě systematické digitalizace jednotlivých sbírek fotografický ateliér spolupracuje s restaurátorským oddělením. Podílí se na vytváření podkladů pro publikace a katalogy, online prezentaci NGP a v neposlední řadě se zabývá vyřizováním žádostí na fotomateriál od externích žadatelů přicházejících přes registr sbírek.
Věnuje se také vzdělávání mladé generace fotografů. Organizuje program pro uskutečňování praxe studentů středních i vysokých fotografických škol a spolupracuje i s dobrovolníky a se studenty ze zahraničí.