Quando negli anni settanta, prende corpo il progetto di trasformare la stazione d'Orsay in un museo dedicato al XIX secolo, non esiste ancora in Francia nessun museo delle Belle-Arti che abbia un'apposita sezione fotografica. Tuttavia, viene da subito deciso di assegnare un posto di rilievo a questa straordinaria invenzione dell'ottocento. Non restava che definire alcuni dettagli riguardanti la scelta di creare una collezione permanente oppure optare più semplicemente per l'organizzazione di mostre temporanee, allestite con opere prestate per l'occasione da altre istituzioni o da collezionisti privati. Molti elementi spingono in favore della prima soluzione. Questa scelta, infatti, conferisce al museo i mezzi per contribuire all'arricchimento del patrimonio francese, assicurandogli una certa autonomia per quanto riguarda l'organizzazione delle mostre nelle proprie sale. Tale scelta, inoltre, scongiura il pericolo di creare una sezione "morta", poiché privata di collezioni proprie.Nel 1978, viene dunque presa la decisione di costituire un fondo fotografico presso il museo d'Orsay. A questo punto, non resta altro da fare che allestire ex novo detta collezione giacché, nel caso di questa tecnica, non esistono come per la pittura o la scultura, raccolte già messe insieme nel corso degli anni dal vecchio museo del Luxembourg o dal Louvre.
Il programma del museo d'Orsay si delinea a poco a poco. Esso non sarà più, come inizialmente deciso, un museo del XIX secolo ma coprirà un periodo più ristretto e delineato che va dal 1848 al 1914. Va da sé che le date delle collezioni fotografiche non possono necessariamente attenersi a questi stretti limiti temporali. Da un lato, infatti, l'invenzione di questa tecnica viene ufficialmente proclamata il 19 agosto 1839 dall'astronomo e fisico Louis-François Arago, nel corso di una seduta all'Accademia delle Scienze a Parigi, dall'altro, invece, il 1918 segna, da un punto di vista puramente estetico, la nascita della fotografia moderna. Infatti, è proprio all'indomani della guerra che il movimento pittorialista perde considerevolmente il suo afflato e nasce in Germania la fotografia sperimentale che sconvolgerà definitivamente gli schemi del XIX secolo.Anche le vendite pubbliche permettono al museo d'Orsay di acquistare opere presenti sul mercato. Tra gli acquisti così realizzati nel corso degli anni, spicca quello del 1988 relativo ad un sorprendente ritratto di Baudelaire ad opera di Nadar per non dimenticare poi il fondo di bottega del celebre ritrattista Eugène Disdéri nel 1995, un magnifico studio di cielo di Le Gray nel 1997 o ancora un grande nudo pittorialista di Edward Steichen entrato nelle collezioni museali nel 1999.
Acquisizioni come quelle effettuate da Roger Thérond nel 1985 o la numerosa serie di stampe di Nadar acquisite da Marie-Thérèse e André Jammes nel 1991, testimoniano il ruolo da precursori esercitato da questi insigni collezionisti privati, prima che fosse creato in Francia il museo d'Orsay.
Contemporaneamente, le collezioni vengono completate grazie ad assegnazioni e depositi provenienti da organismi che, nella maggior parte dei casi, possiedono soltanto copie fotografiche a titolo documentario e non hanno né mezzi né la facoltà per assicurarne la conservazione. Le immagini che entrano in questo modo nelle collezioni del museo d'Orsay e che non sono mai state catalogate in base al loro autore, vengono sistemate e classificate diversamente.
Nel 1979, il Mobilier national (insieme dei mobili e degli arredi degli edifici pubblici che appartengono al demanio mobiliare) effettua il primo deposito di fotografie al museo d'Orsay. Si tratta di una cinquantina di studi di fiori di Charles Aubry e che venivano utilizzati come modelli dai decoratori. Tre anni dopo, nel 1982, gli archivi fotografici del Patrimonio depositano al museo oltre duecentocinquanta negativi su carta di La Missione eliografica del 1851. Questo trasferimento sta a testimoniare l'interesse del museo d'Orsay per i negativi su carta, considerati fino a quel momento come "lo strumento" fondamentale per ottenere copie fotografiche. Da questo momento in poi, il valore plastico intrinseco del negativo stesso è largamente riconosciuto.
Nel 1983, la manifattura nazionale di Sèvres deposita una raccolta di calotipi positivi, molto rari, di Edouard Baldus. Tale raccolta contiene immagini realizzate per la Missione eliografica, quelle di un servizio sulle inondazioni del Rodano commissionato da Napoleone III nel 1856 ed un altro servizio riguardante la riunione del Louvre svoltasi presso i palazzi delle Tuileries. Questo deposito comprende altresì una trentina di grandi paesaggi appartenuti all'allora direttore della manifattura Victor Regnault. Sempre nel 1983, la biblioteca Thiers-fondazione Dosnes deposita al museo d'Orsay una ventina di vedute dei Pirenei, scattate nel 1853 dal conte Joseph Vigier e poco meno di quaranta paesaggi dell'India risalenti al 1849-1850 ripresi dal barone Alexis de Lagrange.
Nel 1986, in cambio di ristampe moderne, il museo d'Orsay si vede assegnare un fondo costituito dal dipartimento delle Antichità egiziane del Louvre. Messo insieme da Théodule Devéria, uno dei conservatori del dipartimento, il fondo comprende un gran numero di stampe e di negativi scattati dal conservatore in persona, da John B. Greene e Félix Teynard. Allo stesso modo, nel 1986, il museo d'Orsay partecipa con la futura Biblioteca nazionale di Francia all'acquisizione di una serie di raccolte fotografiche di Eugène Atget intitolate Documenti per la storia della vecchia Parigi... In questa occasione, uno dei fascicoli contenente cinquantaquattro vedute del quartiere di Saint-Séverin viene depositato al museo.