Termín vlámské malířství označuje díla vytvořená od 15. do 17. století v regionu, který se přibližně shoduje s dnešní Belgií. V 15. století zde začaly vznikat obrazy, které uchvátily milovníky umění v celé Evropě díky realističnosti detailů a lesku povrchu, jehož bylo dosaženo novým použitím olejových barev. Vzhledem k tomu, že od konce 15. století patřilo Španělsko a staré Nízké země pod společnou vládu habsburské dynastie, měli španělští panovníci výhodnou pozici pro sbírání malířských děl z této oblasti. Díky tomu má Museo del Prado jednu z nejlepších a nejrozsáhlejších existujících sbírek vlámského malířství, která čítá téměř 1000 děl.
V rámci sbírky malířství 15. století je pozoruhodný obraz Sestoupení z kříže od Rogiera van der Weydena (asi 1399-1464), jedno z velkých kanonických děl dějin evropského umění. V Prado jsou rovněž hojně zastoupeni Robert Campin (asi 1375-1444), Hans Memling (činný v letech 1465-1494) a na počátku 16. století Gerard David (asi 1460-1523) a Jan Gossaert (asi 1478-1532).
Hieronmyous Bosch, ve Španělsku známý jako El Bosco, je jedním z malířů, kteří nejvíce fascinují současné návštěvníky muzeí díky pozoruhodnému fantastickému světu, který lze spatřit na jeho obrazech, a satirickému tónu, jímž kritizoval lidské chování. Několik desetiletí po umělcově smrti se Filip II. stal hlavním sběratelem jeho děl, což vysvětluje, proč má Museo del Prado nejlepší a největší sbírku na světě.
V 16. a 17. století se Antverpy staly jedním z hlavních uměleckých center Evropy. Z jejího konkurenčního trhu s uměním vzešly první známé krajiny, které namaloval Joachim Patinir (asi 1480-1524), a Prado má čtyři z jeho nejvýznamnějších děl. V 16. století působil také velký Pieter Brueghel starší (1552/30-1569), tvůrce nádherného a makabrózního Triumfu smrti a také Vína svatého Martina, jedné z nejvýznamnějších akvizic muzea za posledních několik desetiletí.
Velkou osobností vlámského malířství 17. století byl Rubens (1577-1640), který se stal nejslavnějším umělcem v Evropě a byl také oblíbeným malířem svého velkého španělského mecenáše Filipa IV. Rubens vytvořil smyslné a majestátní dílo inspirované antickým uměním. Museo del Prado vlastní největší existující sbírku jeho děl, která čítá kolem devadesáti obrazů (v závislosti na přijetí či odmítnutí jedné či dvou atribucí). Mimořádně důležitá jsou v muzeu také díla dalších vlámských umělců 17. století, například Jana Brueghela staršího (1568-1625), Jordaense (1593-1678) a Van Dycka (1599-1641).
Sbírka německého renesančního malířství v muzeu Prado je malá, ale velmi kvalitní. Zahrnuje čtyři významné obrazy od Dürera (1471-1528), včetně autoportrétu, a dva významné lovecké výjevy od Lucase Cranacha staršího (1472-1553).
Sbírka nizozemského malířství 17. století je v muzeu rovněž malá, což bylo způsobeno válkou mezi španělskou monarchií a severními provinciemi Nízkých zemí v době, kdy byly královské sbírky převážně shromažďovány. Prado nicméně vlastní významný Rembrandtův obraz Judita na Holofernově hostině a pozoruhodnou skupinu krajin Jana Botha (1618/22-1652) a Hermana van Swanevelta (1603/4-1655), dvou nizozemských umělců, kteří působili v Římě.
.