Auch an das LHM waren Auskunftsersuchen gestellt worden. Spätestens mit der Einführung einer digitalen Bestandsdatenbank im Jahr 2010 und einer offensiven Neuausrichtung auf dieses Thema, wurde Provenienzforschung in seiner Sammlung etabliert. Durch die temporäre Einrichtung einer eigenen Provenienzforschungsstelle auf Initiative der damaligen Direktorin Dr. Renate Goldmann, die von 2015 bis 2018 durch das Deutsche Zentrum für Kulturgutverluste gefördert wurde, konnte die Herkunft von über zweitausend Werken untersucht und darüber hinaus die Geschichte der Sammlungsbestände vor dem Zweiten Weltkrieg geklärt werden.
Projektziel war die systematische Erforschung der Herkunft von Gemälden, Pastellen, Aquarellen, Skulpturen, Handzeichnungen und Druckgrafiken, die in der Zeit von 1933 bis 1960 angekauft worden waren und ihre möglichst lückenlose wissenschaftliche Dokumentation. Sofern die Herkunft der Werke in der Provenienzkette belastet war, wurde Kontakt mit möglichen Erbberechtigten aufgenommen, um mit diesen über eine faire und gerechte Lösung zu verhandeln. Einige Fälle konnten erfolgreich zum Abschluss gebracht werden. Weitere, in der Provenienzkette verdächtige Werke wurden in die internationale Lost Art Datenbank eingepflegt. Sie waren bei Kunsthändlern gekauft worden, von denen bekannt war, dass sie mitunter mit NS-verfolgungsbedingt entzogenem Kulturgut handelten, während für ihren unrechtmäßigen Erwerb jedoch kein Nachweis erbracht werden konnte.
Von herausragender Bedeutung für die Kunstsammlungen des LHM sind hierbei insbesondere die Restitutionen und der anschließende Erwerb des Bildes „Ostsee/Schiffe am Strand“ von Karl Schmidt-Rottluff aus der ehemaligen Berliner Kunstsammlung von Hugo Benario sowie des Gemäldes „Tiere/Bild mit Tieren“ des rheinischen Expressionisten Heinrich Campendonk aus dem Besitz des Erfurter Industriellen- und Sammlerehepaares Alfred und Thekla Hess. In beiden Fällen wurde der seinerzeitige verfolgungsbedingte Verlust der Kunstwerke anerkannt. Mit den jeweiligen Nachkommen konnte ein Ankauf durch die Stadt Düren als Trägerin des LHM vereinbart werden. Dieser wurde jeweils großzügig gefördert durch die Beauftragte der Bundesregierung für Kultur und Medien, die Kulturstiftung der Länder, die Ernst von Siemens Kunststiftung sowie das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen. So konnte der Verbleib dieser beiden kunsthistorisch bedeutenden Gemälde des Expressionismus' in den Kunstsammlungen des LHM gewährleistet werden.