Ha sede nel complesso della basilica di Santo Stefano;allestito in quattro sale che terminano con la cappella della Benda.Inaugurato nel 1916;fu sistemato da Francesco Malaguzzi Valeri originariamente nel refettorio.In seguito a lavori di risistemazione;dal 1999 ha assunto la veste attuale;ospitando paramenti sacri e reliquiari;dipinti e affreschi di scuola bolognese;veneta e toscana tra il XIII e il XVIII secolo (Simone de’ Crocifissi;Michele di Matteo;Alessandro Tiarini);e il reliquiario della testa di San Petronio;magnifica opera di oreficeria eseguita nel 1380 da Jacopo Roseto.Nella prima sala si susseguono bassorilievi di epoche diverse;statue;capitelli.Nella seconda sala;riservata ai fondi oro;tavole e affreschi staccati dei secoli XIV-XVI;si hanno opere di Michele di Matteo;Simone de Crocefissi ('Gruppo dei Magi' e 'Crocifisso');Jacopo di Paolo;Giovanni di Zoanello e una 'Madonna col Bambino' attribuita a Lippo di Dalmasio.Nella terza sala sono esposte tele e pale d'altare dei secoli XVII e XVIII;fra le quali spiccano opere di Alessandro Tiarini ('San Martino resuscita il figlio della vedova') Caccianemici;Ansaloni.Di qui si accede al "Tesoro di Santo Stefano":due piccole stanze con raccolte di oreficerie sacre e reliquiari;fra cui quello di S.Petronio di Jacopo da Roseto (1380);reliquie della Santa Croce del XVII secolo;reliquia della Benda del XVII secolo;e altri reliquiari;calici;pissidi;candelieri;croci astili;ostensori;tutti dei secoli XVII-XIX.La quarta sala (Cappella della Benda) conserva il 'Sancta Sanctorum' (sec.XVI-XVIII) col reliquiario in legno di San Floriano (sec.XVIII);paramenti sacri (sec.XVIII) fra i quali la mitria di Sant'Isidoro;e un affresco staccato del XIII secolo:la 'Strage degli innocenti' di Berlinghiero da Lucca.E’ annesso al museo un Laboratorio di Restauro di oreficeria;libri;paramenti e arredi sacri in genere.