Il museo, diviso nelle sezioni diocesana ed archeologica, è ospitato nelle sale superiori dello storico palazzo vescovile della diocesi di Brugnato, sede del vescovo dal 1133 al 1820.

E proprio una sezione del museo diocesano è dedicato all'appartamento dei vescovi brugnatesi, al piano nobile del palazzo, con l'esposizione di mobili e arredi liturgici, nonché pregiati dipinti della scuola pittorica genovese. Nello studio è altresì presente un altare in stile rococò dove ai lati, sotto lo strato di intonaco, sono stati riportati alla luce tratti di affreschi antichi. Nella camera da letto sono ancora visibili i rimaneggiamenti voluti dal cardinale Giuseppe Spina, effettuati tra il 1815 e il 1820.

Antichi messali, vestiari liturgici, oggetti sacri e altre tele sono ancora esposti all'ultimo piano del palazzo.