Le musée est situé dans certaines salles de l'ancien couvent dominicain de Santa Croce ed Ognissanti fondé en 1566 par le pape Pie V, originaire de Bosco Marengo. Dans la seconde moitié du siècle. XIX la propriété du couvent passa à l'État et fut utilisée comme maison de correction pour les jeunes jusqu'en 1989.

En 1999, il a été possible d'accéder aux fonds du jubilé 2000 pour la restauration d'une partie de l'ancien couvent comprenant les pièces initialement destinées à la sacristie et la salle capitulaire dans le but de les affecter à un usage muséal. Le noyau principal du musée aurait été constitué des panneaux mineurs qui font partie du retable original du maître-autel de l'église attenante dite « machine Vasari », démantelée en 1712 et remplacée par le maître-autel actuel.

En octobre 2011, le musée a été inauguré avec la préparation de la première salle dans laquelle, en plus des 10 panneaux mineurs du projet initial, le grand panneau du "Martyre de Saint-Pierre de Vérone" a été ajouté, entre-temps restauré et retiré du précédent placement dans l'église. Le noyau principal du musée est composé de panneaux du majestueux maître-autel de l'église conçu par Giorgio Vasari. Les peintures ont été réalisées par Giorgio Vasari lui-même et son atelier.

En 1712 l'autel fut démonté et les peintures qui le décoraient furent disposées diversement dans l'église, le but du musée est de réunir les tableaux qui composaient la "machine Vasari" en les rendant plus lisibles dans la logique de l'emplacement d'origine.

En 2015, les autres salles ont été temporairement aménagées avec des objets, des vêtements sacrés et des livres liés à la figure du pape fondateur du couvent, qui appartenait à sa famille et est arrivé dans la municipalité de Bosco Marengo. Dans d'autres salles du Musée déjà équipées, dans un proche avenir, seront placés des tableaux et des objets sacrés, en cours de restauration ou déjà restaurés, qui font partie du mobilier de l'église et du couvent.

Les locaux du musée, comme le reste de l'ancien couvent, font partie de la propriété de l'État et sont donnés en concession à la municipalité de Bosco Marengo qui les gère avec la collaboration de l'association locale des amis de Santa Croce ; l'église et les œuvres exposées font partie du Fonds des édifices religieux (FEC) dirigé par le ministère de l'Intérieur.