Il Museo del Duomo si trova nella parte più antica del Duomo, risalente al 1300, ed è allestito nelle cappelle di San Nicolò, del Corpo di Cristo e nel Battistero.
Le cappelle sono affrescate da Vitale da Bologna (1348-49), con scene dei Funerali di San Nicolò e alcuni suoi miracoli.
Nel museo ci sono anche dipinti su tavola, come L'Incoronazione della Vergine del Maestro dei Padiglioni e Scene della vita del Beato Bertrando dipinte da allievi di Vitale.
Attraverso la cappella di San Nicolò si arriva al Battistero di San Giovanni, dove ci sono resti di affreschi di Vitale e l’Arca dei Santi Ermacora e Fortunato, che custodiva le loro reliquie e divenne la tomba del Patriarca Bertrando nel 1350.