Il percorso di visita del museo inizia dalla Sezione Archeologica (piano terra) che accoglie i materiali di età' preistorica e protostorica. L'età' romana è documentata da resti databili dall'epoca augustea a quella tardo-imperiale, appartenenti a ville rustiche e a sepolcreti. La Sezione Medievale e Moderna (1 piano) è formata da tre differenti nuclei di materiali, tutti afferenti la storia e gli edifici della città murata: i dipinti, le ceramiche, i documenti musicali. Seguono alcune tele di scuola veneta del XVII e del XVIII secolo. Tra esse, una grande raffigurazione di Mosè che riceve le tavole della Legge del pittore estense Antonio Zanchi. Di grande interesse anche la collezione di ceramiche che offre un panorama della produzione montagnanese e dei rapporti con i limitrofi centri dell'arte, Legnago, Este, Padova, non mancando tuttavia oggetti di probabile importazione.

La Sala Musicale (2 piano) comprende i materiali donati al natio Comune di Montagnana dagli eredi dei celebri tenori Giovanni Martinelli (1885-1969) ed Aureliano Pertile (1885-1952) e da altri ricercatori. Le raccolte consistono principalmente in fotografie originali, locandine ed altre testimonianze dell'attività dei due grandi cantanti. Di particolare interesse, una raccolta di costumi di scena indossati da Martinelli in opere rappresentate al Metropolitan tra il 1914 e il 1925.