Verk av Matisse, Picasso, Gustav Klimt och Ben Nicholson kommer att erbjudas på auktion på Christie's i februari samt Stings Steinway piano.
Auktionshuset sa att paret hade samlat verken "med passion och kunskap" över 20 år.
En målning, Nicholson's March 55 (amethyst) kunde hämta upp till £ 500.000.
Den brittiske abstrakte målarens verk 1955 hängde tidigare i musikrummet i deras hus i drottning Annes port. Det kommer att auktioneras ut tillsammans med Robert Mapplethorpe fotografier, Matisse Jazz serien och Picasso litografi Le Corsage en Carreaux.
Tryck av Georges Braque och Rene Magritte, liksom fler samtida konstnärer som Carsten Holler, kommer att auktioneras ut tillsammans med 1900-talets möbler och belysning av Post-War mästare inklusive Yves Klein.
Andy Waters, försäljningschef för Christie's London sa att Queen Anne's Gate hem hade "olyckligtvis kombinerat lyx, sällsynthet och färg".
"Varje konstverk valdes noggrant och den resulterande samlingen är ett bevis på Sting och Trudie Stylers informerade öga för konst och design," säger Waters.
Paret, vars fyra barn nu är vuxna, bestämde sig för att sälja verken efter att ha köpt ett nytt hem i Londons Battersea kraftverksutveckling. En Christies talesman sa att de tyckte att det var dags för en förändring.
Mer än 200 separata partier ska auktioneras ut den 24 februari 2016, med uppskattningar som sträcker sig från 1000 pund till 500 000 pund.
Christie's sa att samlingen också visade parets stöd för unga samtida konstnärer. Den innehåller verk av Emily Allchurch och Giles Alexander och en "triking" serie av paneler av ryska konstnären Veronica Smirnoff, särskilt beställt för trappan i huset.
Musikern Sting och hustrun Trudie Styler säljer mer än 200 föremål ur sin konstsamling, tidigare inrymda i sitt tidigare familjehem i London.