Die Abteilung Zeitbasierte Medien des Kunstpalastes bewahrt Videokunst und computerbasierte Formen wie Augmented und Virtual Reality. Die historischen Medienkunst-Bestände beinhalten vor allem Videokunst aus den 1970er bis 1990er Jahren, darunter auch zentrale Arbeiten des aus Südkorea stammenden Künstlers Nam June Paik, der 1979 bis 1996 an der Kunstakademie Düsseldorf die Videokunst-Klasse leitete. Paik hat einige beeindruckende Spuren in der Sammlung hinterlassen: Installationen wie „Fish Flies on Sky“, das zu seinen Hauptwerken gezählt wird und extra für den Kunstpalast entworfen wurde, sowie Video-Performances mit seinem Freund und Kollegen Joseph Beuys. Weitere bedeutende in der Sammlung zeitbasierte Medien vertretene Künstler*innen sind Mischa Kuball, Angela Melitopulos, Agnes Meyer-Brandis, Marcel Odenbach, Otto Piene, Ulrike Rosenbach und Katharina Sieverding.