Rénové pour accueillir les riches collections de ce musée, l'ancien palais épiscopal (XIIIe-XVIIIe) laisse entrevoir des vestiges urbains remontant aux trois premiers siècles de notre ère. Ses sous-sols se prêtent donc particulièrement bien aux présentations d'archéologie, fortes de nombreuses pièces gallo-romaines et mérovingiennes (dont une rare série d'ex-voto) et remarquablement mises en valeur. Outre des oeuvres du Moyen Âge (vitraux et sculptures, dont une très belle tête début XIIIe, dite « de prophète »), le musée présente des tableaux de Champaigne, Giordano, Boudin, Corot, Serusier, des oeuvres des artistes senlisiens Thomas Couture et Séraphine Louis, ainsi que celles des maîtres « naïfs » Bombois, Vivin, Bauchant... Le reste de ses collections est exposé, par roulement, dans l'hôtel de Vermandois (XIIe).