Il museo è ospitato nella secentesca Fortezzuola di villa Borghese, trasformata in stile medievale da Antonio e Mario Asprucci alla fine del XVIII secolo, dove visse dal 1926 e morì lo scultore piemontese Pietro Canonica (1869-1959). Aperta al pubblico nel 1961, la raccolta comprende numerose sculture, dipinti, calchi e bozzetti realizzati dall'artista e donati al comune di Roma. Al piano superiore, è situato l'appartamento privato, dove sono conservati vari oggetti personali appartenuti a Canonica e una collezione di quadri di artisti piemontesi dell'Ottocento.