サン・ペトロニオ大聖堂のファブリチェリア１階の2つの空間に、1894年にティト・アッツォリーニによって博物館のコレクションが整理されました。16世紀には、ペルッツィ、ジュリオ・ロマーノ、ヴィニョーラ、クリストフォロ・ロンバルディ、ドメニコ・ティバルディ、パラディオ、テリビリアらによるファサード完成のための設計案の核となるコレクションが展示されていました。
同じ展示室には、1513年のアリグッツィの木製模型、1592年にフロリアーノ・アンブロジーニが制作した中央の天井用の木と漆喰の2つの模型が収められています。サン・ペトロニオの建設現場に関する資料のほか、博物館は美術品、典礼用具、唱歌集や装飾写本も保存しています。
特に価値のあるものとしては、マルティーノ・ダ・モデナ、G.B. カヴァレッティ、タッデオ・クリヴェッリ（15～16世紀）の聖歌歌集、プロペルツィア・デ・ロッシ（1525年）の4つのレリーフ、アルフォンソ・ロンバルディが上部を担当した大理石の「聖プロコロ」の像、そしてエウスタキオ・ザノッティが修復したカッシーニの日時計用器具（1655年）があります。
特に興味深い宝飾品としては、エンブリアーキ工房の2つの宝箱（15世紀）と、ボローニャ出身のバッティスタ・デル・ガンバロによる銀製の浮き彫り十字架（1547年）が挙げられ、また貴重な聖遺物箱、サンタ・ロザリアおよびパドヴァの聖アントニオの聖遺物箱も含まれています。ファブリチェリアの1階には、サン・ペトロニオの著名な音楽礼拝堂のアーカイブがあり、15世紀から19世紀までの写本が保存されています。2階にはシモーネ・デイ・クロチェフィッシの2枚の板絵、フレスコ画の断片、そしてアリグッツィに帰属される大聖堂の平面図が保管されています。
