Zusammen mit dem Museum für Archäologie und Ethnologie ist das Kunstmuseum Teil des Modena City Museums, das sich alle im Palazzo dei Musei befindet, dem Gebäude aus dem 18. Jahrhundert, in dem sich auch die Estense-Galerie, die Estense-Universitätsbibliothek und das Municipal Historical befinden Archiv und die Poletti Art Library.

Das Modena City Museum wurde 1871 nach überwiegend prähistorischen Ausgrabungen in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts gegründet und ist Teil einer evolutionären Perspektive, die der Fortschrittsidee der positivistischen Ideologie dieser Zeit entspricht. Es umfasst auch ethnologische und Kunstsammlungen, dank der aufgeklärten Arbeit seines ersten Direktors Carlo Boni. Im Jahr 1962 wurde das Modena City Museum in zwei Abschnitte unterteilt (das Archäologische und ethnologische Museum und das Museum für mittelalterliche und moderne Kunst), wobei jedoch die unbestreitbare Einheit des Ausstellungsprogramms beibehalten wurde, das vor kurzem in Übereinstimmung mit der ursprünglichen Anordnung des 19. Jahrhunderts neu angeordnet wurde.

Das Museum verfügt über umfangreiche und vielfältige Sammlungen, deren Entstehung hauptsächlich auf den Beitrag der aristokratischen Sammler der Stadt zurückzuführen ist. Der Stoff und das dekorierte Papier wurden von Graf Luigi Alberto Gandini gestiftet, die Arme vom Marquis Paolo Coccapani Imperiale, die Musikinstrumente von Graf Luigi Francesco Valdrighi; Der Marquis Giuseppe Campori ist für die Spende einer großen Gruppe von Gemälden und Skulpturen sowie seines Enkels Matteo für die 1929 erworbene Bildergalerie verantwortlich. Daneben gibt es viele bedeutende historische und künstlerische Artefakte aus der Stadt und der Umgebung: Hervorragend Darunter befinden sich Freskenfragmente aus der Kathedrale, die Madonna di Piazza von Antonio Begarelli und die wissenschaftliche Ausrüstung, die einst dem Physiklabor der Universität gehörte.

Im Jahr 1994 wurde im Erdgeschoss des Palazzo dei Musei die Gipsoteca-Galerie Giuseppe Graziosi Gipsoteca eröffnet, darunter auch einige Bronzen, Gemälde, Stiche und Lithografien des aus Modena stammenden Künstlers, die das Museum von seinen Erben gespendet hatte.

Der Carlo Sernicoli-Nachlass an das Kunstmuseum
Carlo Sernicoli (1938-2007), bekannte Modenese-Figur, dem Kunstmuseum hinterlassen Sammlung von äußerst wichtigen Gemälden und Silberwaren des House of Este. Giovanni da Modena, Elisabetta Sirani, Guercino sowie Ubaldo Oppi und Virgilio Guidi sind nur einige Künstlernamen, deren Werke diese prestigeträchtige Sammlung bilden, die in den letzten Jahren dank enger Kontakte mit der Welt der Gelehrten und Antiquitäten entstanden ist. Dem Sernicoli-Nachlass wurde ein neuer Raum gewidmet, der in den Räumen des ehemaligen Estense-Krankenhauses und als Ausstellungsort zusammen mit dem angrenzenden Sala Campori eingerichtet wurde.