Het pand van het museum bevindt zich in de oude Spedale Nuovo, gebouwd in het midden van de 13e eeuw, door wil van paus Alexander IV als een "pellegrinaio" (toevluchtsoord voor pelgrims) om de verzoening tussen Pisa en de Heilige Stoel te registreren.We zijn de Spedale verschuldigd aan Giovanni Di Simone, door sommigen die worden beschouwd als de architect van de monumentale begraafplaats.

Het gebouw bleef deel uit van het ziekenhuis tot 1969, toen werd besloten het te renoveren en het te gebruiken als gebouwen voor de Museo Delle Sinopie.Op 27 juli 1944 schoot een granaatschot door American Artillery in brand het dak van de Camposanto.Gesmolten lood stroomde over de frescos op de muren.In die tijd werd gedacht dat de enige remedie om deze schilderijen te redden was om ze van de muren te strippen.Deze operatie onthulde de Sinopia's, dat wil zeggen de voorbereidende tekeningen in rode oker onder de Frescos.Vanwege hun kwetsbaarheid werden ook deze van de muren gestript en in het nieuwe museum geplaatst, ontworpen, voorbereid en geregeld door Giovanna Piancastelli Politi, Gaetano Nencini E Antonino Caleca.

Dit is de grootste verzameling middeleeuwse tekeningen ter wereld.Daarin nemen we de kunstenaar waar die in de volledige golf van zijn creativiteit werkt.Op veel plaatsen kunnen verschillende handen worden onderscheiden, zelfs wanneer het eindresultaat uniform is in stijl, bijvoorbeeld in de kruisiging die wordt toegeschreven aan Francesco Traini (1335) en de triomf van de dood, het laatste oordeel en Thebaid -cyclus, waarschijnlijk het werk van Buffalmacco.De voorbereidende tekeningen (Sinopia's) van latere cycli (eind 1300 tot 1400s) zoals de verhalen over Job, door Taddeo Gaddi, de verhalen van St. Ranier door Andrea Bonaiuti en verhalen uit het Oude Testament door Benozzo Gozzoli zijn ook te zien in demuseum.