Das Diözesanmuseum der Kathedrale von Città di Castello befindet sich im historischen Zentrum der Stadt. Das Museum wurde 1940 durch den Willen des Diözesanbischofs Filippo Maria Cipriani gegründet. Das Museum wurde später erweitert, um die größte Anzahl von Werken in der Sammlung zu beherbergen. Die Sammlung besteht aus liturgischen Werken und Gemälden aus dem Mittelalter und der Renaissance aus dem 14. bis 16. Jahrhundert. Insbesondere der erste Raum beherbergt den Canoscio-Schatz, der aus 25 Stücken besteht, darunter Vasen und eucharistische Platten aus dem 5. Jahrhundert. Von großem Wert sind: die Frontplatte aus geprägtem und vergoldetem Silber, die 1100 dem Papst geschenkt wurde; und eine Pastorale aus graviertem und vergoldetem Silber, die Goro di Gregorio, einem sienesischen Goldschmied des vierzehnten Jahrhunderts, zugeschrieben wird. Unter den erhaltenen Gemälden sind die „Madonna mit Kind und San Giovannino“ von Pinturicchio, „Christus auferstanden in Herrlichkeit“ von Rosso Fiorentino und „Engel“ von Giulio Romano. Das Museum beherbergt heute Wechselausstellungen, Bildungsaktivitäten, kulturelle Veranstaltungen und Konzerte im gotischen Saal.