Un prestigioso spazio espositivo ricavato all’interno dei più antichi edifici medievali del centro storico, il duecentesco Palazzo dell’Arengo e il trecentesco Palazzo del Podestà, che insieme a Palazzo Garampi, al Teatro Galli e alla Pescheria si affacciano sulla Piazza Cavour, cuore della città. 
Qui l’antico è lo spazio espositivo dei palazzi medievali, nel cuore del centro storico, restituiti all’originale splendore da un progetto di restauro e valorizzazione architettonica. E il contemporaneo è il suo contenuto, che fino al 2023 era costituito dall'eclettica e variegata raccolta di importanti opere del Novecento donate da affermati artisti contemporanei del panorama italiano e internazionale allaFondazione San Patrignano.
Dal 1° luglio 2023 il Museo è temporaneamente CHIUSO per rendere completamente accessibile tutti gli spazi espositivi e quelli ausiliari  al fine di raggiungere l’accessibilità totale per tutte le aree del Museo e sarà di nuovo aperto al pubblico da metà settembre 2025.
Anche l'affresco del Giudizio Universale realizzata dai pittori della Scuola Riminese del Trecento sotto la guida del suo più importante esponente, Giovanni da Rimini, e che qui era ospitato, oggi è in esposizione nelle nuove sale del Museo della Città.

Sul retro dei due palazzi medioevali si apre il Giardino delle Sculture che sfuma negli esterni del Museo. Un giardino di sculture aperto al pubblico, allestito su progetto di Luca Cipelletti, che creano un percorso da vivere sia come spazio museale che come giardino all’italiana dove potersi rilassare. Le opere, come per l’intero museo, sono donate da artisti, collezionisti, galleristi o benefattori al museo che ha l’obbligo di esporle per 5 anni. Oggi il giardino espone lavori di Piotr Uklanski, Kiki Smith, Arnaldo Pomodoro, Giuseppe Penone, Paul Kneale e Alberto Garutti, e possono essere ammirate sia  come percorso aggiuntivo alla visita al museo sia da chi desidera soltanto passeggiare nel verde (ingresso libero).

In attesa della riapertura del Museo, i giardini resteranno aperti per tutta l’estate 2025 ogni mercoledì e venerdì sera, in concomitanza con le aperture serali dei musei (luglio e agosto dalle 21 alle 23)