Il museo ha sede in alcuni locali dell’ex convento domenicano di Santa Croce ed Ognissanti fondato nel 1566 da papa Pio V nativo di Bosco Marengo. Nella seconda metà del sec. XIX la proprietà del convento passò allo Stato e fu utilizzato come riformatorio giovanile fino al 1989.

Nel 1999 si prospettò la possibilità di poter accedere ai fondi del giubileo del 2000 per il restauro di una parte dell’ex convento tra cui i locali originariamente destinati a sacrestia e sala del capitolo con lo scopo di destinarli ad uso museale. Il nucleo principale del museo sarebbe stato costituito dalle tavole minori facenti parte della originaria pala dell’altare maggiore dell’annessa chiesa detta “macchina vasariana”, smantellata nel 1712 e sostituita dall’attuale altare maggiore.

Nell’ottobre del 2011 fu inaugurato il museo con l’allestimento della prima sala nella quale, oltre le 10 tavole minori del progetto iniziale, si aggiunse anche la grande tavola del “Martirio di San Pietro da Verona” nel frattempo restaurata e rimossa dalla precedente collocazione nella chiesa. Il nucleo principale del museo è costituito dalle tavole provenienti dal maestoso altare maggiore della chiesa progettato da Giorgio Vasari. I dipinti furono realizzati da Giorgio Vasari stesso e dalla sua bottega.

Nel 1712 l’altare fu smantellato e i dipinti che lo decoravano furono disposti variamente nella chiesa, scopo del museo è quello di riunire nuovamente le tavole che costituivano la “macchina vasariana” rendendole maggiormente leggibili nella logica della collocazione originaria.

Nel 2015 sono state temporaneamente allestite le altre sale con oggetti, paramenti sacri e libri legati alla figura del Papa fondatore del convento, appartenuti alla sua famiglia e pervenuti al comune di Bosco Marengo. In altri locali del Museo già attrezzati, in un prossimo futuro, troveranno collocazione quadri ed oggetti sacri, attualmente in corso di restauro o già restaurati, facenti parte dell’arredo della chiesa e del convento

I locali del museo, così come il resto dell’ex convento, fanno parte del patrimonio demaniale dello Stato e dati in concessione al Comune di Bosco Marengo che li gestisce con la collaborazione della locale Associazione Amici di Santa Croce; la chiesa e le opere esposte fanno parte del Fondo per gli Edifici di Culto (FEC) facente capo al Ministero degli Interni.