La disposizione attuale vede il pianterreno occupato dalla sezione archeologica che documenta la lunga storia della Valbelluna dal Paleolitico medio al medioevo. Il Lapidario con importanti monumenti e iscrizioni che documentano la storia di Belluno in età romana è ospitato nell’androne d’ingresso dell’Auditorium sempre in piazza Duomo. Al primo e secondo piano la pinacoteca ospita un’interessante collezione di dipinti su tavola e su tela ed affreschi che datano dal secolo XV al secolo XX, da Matteo Cesa, a Bartolomeo Montagna, a Sebastiano Ricci, a Ippolito Caffi. Il nuovo allestimento ne restituisce il senso di una storia importante, secondo criteri scientifici e moderni concetti museografici.

Altre sale sono dedicate alla scultura lignea, arte che proprio nel bellunese Andrea Brustolon trovò uno tra i suoi migliori interpreti, alla collezione di placchette e piccoli bronzi, ai dipinti ex voto e ad affascinanti e inusuali collezioni di arti decorative tra cui si segnalano, per completezza e ricchezza, quella dei gioielli bellunesi e quella delle porcellane.