Muzeum vzniklo ve 30. letech 20. století v biskupském paláci, který si na počátku 20. století přál Corrado Ricci a který byl zřízen díky kanovníkovi katedrály Mauriziovi Cavallinimu. Kvůli poškození během druhé světové války byla nucena být uzavřena, pak se střídavě otevírala a zase zavírala až do konce století, a to kvůli neustálým a dlouhodobým stavebním zásahům. Proto bylo v 50. letech 20. století znovu otevřeno, v 80. letech zavřeno, v 90. letech znovu otevřeno, dokud nebylo přijato méně obtížné rozhodnutí přestěhovat muzeum do krásného kostela Sant'Agostino.
Muzeum znovu ožilo díky projektu Guicciardini & Magni Architetti; Výstava představuje díla z katedrály a v malé míře i z kostelů v diecézi, ale její největší zásluhou je, že kromě některých obrazů, dřevěných a hliněných plastik, církevních rouch uchovává i jediné dochované mramorové sochy velkých památek ze 14. století, které byly v katedrále postaveny.
Pod lodžií presbytáře se nachází několik sloupů z 11. století. Podél schodiště se nachází nadpraží kostela S. Lorenzo a Montalbano z 10. století. Mramorový vlys s vyobrazením cherubínů je dílem Mina da Fiesole. Na jedenácti trojbokých obloucích a dvou mramorových sloupech, které pravděpodobně patřily ke starobylému chóru opatství S. Giusto, jsou portréty opatů a andělů s gotickými a latinskými nápisy ze 14. století.
V muzeu jsou vystavena díla: Domenico di Michelino, Rosso Fiorentino, Baldassarre Franceschini, Daniele Ricciarelli, Stefano di Antonio Vanni, Antonio del Pollaiolo, Giambologna a další.
