Il Museo diocesano di Genova è allestito all'interno del chiostro di San Lorenzo, antica residenza dei Canonici della Cattedrale omonima. Il chiostro, edificato nel XII secolo, è caratterizzato da due piani di archi poggianti su doppie colonnine romaniche, con capitello a foglia d'acqua. Nel XVII secolo due lati dell'edificio vennero modificati sostituendo le colonnine binate con pilastri più adeguati per supportare l'aumento di due piani richiesto per esigenze di spazio. Gli interni presentano solai lignei decorati risalenti al XIII secolo, pitture parietali all'interno delle sale al primo piano ("Sala delle Specchiature marmoree", Ciclo dei mesi, XIV secolo) e affreschi che illustrano i "Fasti del Capitolo" (XVIII secolo).

Il percorso museale segue un ordinamento cronologico, intervallato da sale a tema e prende avvio dal piano dei fondi in cui è allestita la collezione archeologica, composta da reperti inerenti la storia del sito, e il grandioso Monumento funebre del cardinale Luca Fieschi (XIV secolo).

La visita prosegue al piano terra (sale I-VII) dove sono esposti dipinti su tavola e tela, sculture, suppellettili in argento e tessuti antichi che illustrano la produzione artistica genovese dal XII al XVI secolo.

Il percorso di visita continua al piano primo, costituito da un ampio ambulacro sul quale si aprono le antiche stanze private dei canonici: durante gli interventi di restauro, la pareti di queste sale hanno rivelato pregiati affreschi risalenti alla fine del XIII secolo. Le prime due sale sono dedicate all’esposizione di vesti processionali e argenti, a rotazione; le sale successive alternano sale a tema (“La macchina d’altare”, “Gli apparati processionali”) ad altre in cui sono presentate opere che illustrano l’arte genovese fino al XIX secolo.

Il piano ammezzato, da cui si accede dalla scala principale, espone la mostra “Blu di Genova” dedicata alla collezione dei Teli della Passione di Cristo, straordinario complesso di teli di lino tinti con indaco e dipinti a biacca che costituivano un apparato effimero per la Settimana Santa (proprietà della Collezione tessile della Soprintendenza per i Beni Storici, Artistici ed Etnoantropologici della Liguria, in deposito presso il Museo Diocesano).