1891년 5월 3일부터는 건물의 일부 공간을 대중에 처음으로 개방하여 박물관으로 개관하였다. 이후 1998년부터 2000년까지 내부시설 현대화를 거쳐 전시공간을 3분의 1로 늘렸고, 2009년부터 2015년까지는 확장 리모델링 공사를 거쳐 2015년 10월 29일 지금의 모습으로 재개관하였다.
박물관 내부에는 먼저 피렌체 대성당의 파사드를 그대로 옮겨놓고, 원본 석상들이 본래의 위치대로 배치해둔 '살로네 델 파라디소' (Salone del Paradiso)가 있다. 이곳은 "세계에서 가장 중요한 조각품 컬렉션" 중 하나로 불린다. 살로네 델 파라디소의 반대편에는 로렌초 기베르티의 산 조반니 세례당 대문인 일명 '천국의 문'이 전시되어 있다. 이밖의 소장품으로는 루카 델라 로비아와 도나텔로가 제작한 성가대인 '칸토리아', 미켈란젤로가 자신의 무덤에 설치하기 위해 만들어둔 피에타상 등이 있다.
2013년 8월 6일, 박물관을 관람하던 관광객이 성모 마리아상 (14세기, 조반니 담브로조 작)의 손가락을 실수로 떼어버리는 사건이 발생했다. 소실된 부분은 나중에 복구되었지만 원본에 달려있던 손가락이 아닌 새 것인 것으로 전해졌다
