O termo pintura flamenga refere-se a obras produzidas entre os séculos XV e XVII na região que coincide aproximadamente com os tempos modernos da Bélgica. No século XV começaram a ser produzidas ali pinturas que cativaram os amantes da arte em toda a Europa devido ao realismo dos detalhes e do brilho das superfícies, alcançado através do novo uso da pintura a óleo. Dado que, a partir do final do século XV, a Espanha e os antigos Países Baixos estavam sob o domínio conjunto da dinastia dos Habsburgos, os monarcas espanhóis estavam numa posição vantajosa para recolher a pintura desta região. Como resultado, o Museo del Prado tem uma das melhores e maiores colecções de pintura flamenga existentes, com quase 1.000 obras.
Notável dentro da colecção de pintura do século XV é A Descida da Cruz de Rogier van der Weyden (ca. 1399-1464), uma das grandes obras canónicas da história da arte europeia. Também bem representados no Prado estão Robert Campin (ca.1375-1444), Hans Memling (ativo de 1465 a 1494) e, no início do século 16, Gerard David (ca.1460-1523) e Jan Gossaert (ca.1478-1532).).
Hieronmyous Bosch, conhecido em Espanha como El Bosco, é um dos pintores que mais fascina os visitantes dos museus modernos, devido ao notável mundo fantástico que se vê nas suas pinturas e ao tom satírico que empregava para criticar o comportamento humano. Algumas décadas após a morte do artista, Philip II tornou-se o principal colecionador de suas obras, explicando porque o Museo del Prado tem a melhor e maior coleção do mundo.
Nos séculos XVI e XVII, Antuérpia tornou-se um dos principais centros artísticos da Europa. Emergindo de seu competitivo mercado de arte foram as primeiras paisagens conhecidas, pintadas por Joachim Patinir (ca.1480-1524), e o Prado tem quatro de suas obras mais importantes. Também activo no século XVI esteve o grande Pieter Brueghel o Ancião (1552/30-1569), o criador do requintado e macabro Triunfo da Morte e também de O Vinho do Dia de São Martinho, uma das aquisições mais importantes feitas pelo Museu nas últimas décadas.
A grande figura da pintura flamenga do século XVII foi Rubens (1577-1640), que se tornou o artista mais célebre da Europa e foi também o pintor preferido do seu grande patrono espanhol, Filipe IV. Rubens produziu um corpo sensual e majestoso de trabalho inspirado na arte da antiguidade. O Museo del Prado tem a maior colecção das suas obras existentes, numerando cerca de noventa quadros (dependendo da aceitação ou rejeição de uma ou duas atribuições). Também são extremamente importantes as obras do Museu de outros artistas flamengos do século XVII, como Jan Brueghel o Ancião (1568-1625), Jordaens (1593-1678) e Van Dyck (1599-1641).
A colecção do Prado de pintura renascentista alemã é pequena mas de alta qualidade. Inclui quatro importantes pinturas de Dürer (1471-1528), incluindo um auto-retrato, e duas importantes cenas de caça de Lucas Cranach, o Ancião (1472-1553).
A colecção do Museu de pintura holandesa do século XVII também é pequena, devido à guerra entre a monarquia espanhola e as províncias do norte dos Países Baixos, na época em que as colecções reais foram reunidas principalmente. No entanto, o Prado tem uma importante pintura de Rembrandt, Judith no Banquete de Holofernes, e um notável grupo de paisagens de Jan Both (1618/22-1652) e Herman van Swanevelt (1603/4-1655), dois artistas holandeses que trabalharam em Roma.