Het museum, dat in 2001 werd geopend door kardinaal Carlo Maria Martini, aan wie het in 2017 werd genoemd, is het punt van aankomst van een belangrijk project waaraan enkele van de grootste figuren van de Milanese aartsbisschoppen van de twintigste eeuw hun beslissende bijdrage hebben geleverd. De oorsprong is terug te voeren op de eerste intuïtie van de Gezegende Ildefonso Schuster in 1931, vervolgens overgenomen door kardinaal Montini in 1960 dat als de zetel van het nieuwe museum de kloosters van Sant ' Eustorgio, een van de belangrijkste plaatsen voor de geschiedenis van het Ambrosiaanse Christendom. Ten slotte werd kardinaal Martini in de jaren tachtig belast met de moeilijke taak om de wederopbouw van de kloosters te beginnen, zwaar beschadigd door de bombardementen van de Tweede Wereldoorlog, toevertrouwd aan de Belgiojoso studio.Het eerste Dominicaanse klooster in Milaan was hier gevestigd, beginnend in de dertiende eeuw, en de twee kloosters, waar het Museum van de Basiliek van Sant ' Eustorgio en het Diocesan Museum zijn gelegen, zijn wat restanten van dat oude klooster.
De permanente collectie van het Diocesan Museum, dat het tweede klooster bezet, bestaat uit meer dan duizend werken tussen de II en de XXI eeuw. Van het Bureau van de aartsbisschop kwamen de collecties van de Milanese aartsbisschoppen (onderdeel van de Monti, Visconti, Riccardi, Pozzobonelli collectie, en de volledige Erba Odescalchi collectie).
Naast schilderijen uit de kerken van het bisdom, bewaart het museum een belangrijke groep werken van liturgische meubels. De collectie wordt voltooid door de sectie gewijd aan de goudfondsen (werken van de veertiende en vijftiende eeuw, meestal Toscaans, verzameld door Prof.Alberto Crespi en gedoneerd aan het museum), evenals sculpturen en schilderijen uit de collectie van Caterina Marcenaro, tekeningen uit de Sozzani collectie en de kostbare nalatenschap van Schubert.
Tot slot, aan een eerste kern van beeldhouwwerken van Lucio Fontana, werden tal van werken van de XX en XXI eeuw toegevoegd, een verklaring van een groeiende belangstelling van het museum voor contemporaniteit.
