Múzeum vzniklo v 30. rokoch 20. storočia v biskupskom paláci, ktorý si začiatkom 20. storočia želal Corrado Ricci a ktorý bol zriadený vďaka kanonikovi katedrály Mauriziovi Cavallinimu. V dôsledku poškodenia počas druhej svetovej vojny ju museli zatvoriť, potom ju v striedavých fázach znovu otvárali a zatvárali až do konca storočia v dôsledku neustálych a dlhodobých stavebných zásahov. Tak sa znovu otvorilo v 50. rokoch, zatvorilo sa v 80. rokoch, znovu sa otvorilo v 90. rokoch, až kým nebolo prijaté menej náročné rozhodnutie o presťahovaní múzea do krásneho kostola Sant'Agostino.
Múzeum sa vrátilo k životu podľa projektu Guicciardini & Magni Architetti; Výstava predstavuje diela z katedrály a v malej miere aj z kostolov v diecéze, ale jej najväčšou zásluhou je, že okrem niektorých obrazov, drevených a hlinených sôch, posvätných rúch uchováva aj jediné zachované mramorové sochy veľkých pamiatok zo 14. storočia postavených v katedrále.
Pod lodžiou presbytéria sa nachádza niekoľko stĺpov z 11. storočia. Pozdĺž schodiska sa nachádza nadpražie kostola S. Lorenzo a Montalbano z 10. storočia. Mramorový vlys s vyobrazeniami cherubínov je dielom Mina da Fiesole. Na jedenástich trojramenných oblúkoch a dvoch mramorových stĺpoch, ktoré pravdepodobne patria k starobylému chóru opátstva S. Giusto, sú portréty opátov a anjelov s gotickými a latinskými nápismi zo 14. storočia.
V múzeu sú vystavené diela: Domenico di Michelino, Rosso Fiorentino, Baldassarre Franceschini, Daniele Ricciarelli, Stefano di Antonio Vanni, Antonio del Pollaiolo, Giambologna a ďalší.
