La sezione archeologica espone reperti di provenienza locale. Nel sottoportico è visibile il mosaico della pantera (metà del II secolo d.C.); all'interno si trovano materiali di varie epoche (dalla preistoria all'età romana): il cippo graccano, la statua mutila dell'imperatore Claudio e la testa femminile con pettinatura all'Ottavia (fine del I secolo a.C.). Al piano mezzano sono esposti vasi da farmacia e servizi da tavola realizzati tra il XIV e il XVIII secolo, monete romane, medievali e moderne. Nella pinacoteca sono esposte opere di scuola locale, veneta, bolognese e romana (XIV-XX secolo), tra cui il polittico della Madonna della Rosa di Michele Giambono (1420 circa), l'Annunciazione di Guido Reni (1620), l'Angelo custode del Guercino. Di recente è stata aperta la sala della Fortuna, che espone sculture provenienti dalla sala dell'Episcopio