All’interno dell’imponente palazzo eretto per volere di Camillo Bargellini tra il 1638 e il 1658, su disegno dell’architetto Bartolomeo Provaglia, e decorato sul portale d’ingresso da due grandi atlanti, opera degli scultori Gabriele Brunelli e Francesco Agnesini, sorse dal 1924 il museo, per volere dell’allora Soprintendente alle Gallerie, Francesco Malaguzzi Valeri.

Ancora oggi le sette sale espositive risentono in gran parte del primitivo allestimento che l’ideatore aveva stabilito per i due distinti nuclei patrimoniali che lo componevano, la Quadreria Davia Bargellini, tra cui opere di Vitale da Bologna, Simone dei Crocefissi, Innocenzo da Imola, e la raccolta d’arti applicate, nell’intento di dare vita ad un appartamento arredato del Settecento bolognese, nel quale accanto a mobili e suppellettili di pregio si dispongono anche oggetti rari, come lo scenografico teatrino per marionette e l’incantevole riproduzione in miniatura dell’interno di una abitazione privata del XVIII secolo.