Antigua sede de las residencias obispales, el actual Museo Diocesano se extiende por una superficie de más de 2.000 metros cuadrados, incluidos el gran Salón de los Obispos (“Salone dei Vescovi”) en la planta principal, con los retratos de los cien primeros obispos de Padua, la capilla dedicada a Santa María de los Ángeles y la sala de reuniones dedicada a San Gregorio Barbarigo. Sus orígenes se remontan al año 1309, cuando el complejo anterior se dotó de una amplia sala de reuniones, el Salón.
En el siglo XV los edificios medievales se transformaron en una magnífica residencia renacentista: el responsable de la extraordinaria decoración del Salón fue el obispo Pietro Barozzi, humanista culto y atento pastor de su diócesis. Este encargó a Bartolomeo Montagna, artista de Vicenza, los retratos de los cien primeros obispos de Padua. El techo actual presenta el escudo del papa Clemente XIII, entonces llamado Carlo Rezzonico, obispo de Padua de 1743 a 1758. La sugerente capilla de Santa María de los Ángeles fue construida por Lorenzo da Bologna, el arquitecto más célebre de la ciudad.
Los frescos se centran en el credo de los apóstoles y celebran la redención de Cristo y la apostolicidad de la Iglesia. La pieza central de la capilla es el tríptico que representa una delicada Anunciación. En el “Tinello dei Dottori” (Comedor de los Doctores), sala dedicada actualmente a San Gregorio Barbarigo, el obispo otorgaba los títulos a los estudiantes, ejerciendo el papel de rector de la universidad.
Aún pueden verse los vestigios de la decoración del siglo XV encargada por Pietro Barozzi a Jacopo da Montagnana y sus colaboradores: el techo de casetones y la Resurrección de Cristo, que probablemente formaba parte de una decoración más amplia ahora perdida. En esta sala se exponen periódicamente algunos manuscritos e incunables de la Biblioteca Capitular.
Los espacios de la hermosa bodega abovedada con pilares están destinados actualmente a numerosas exposiciones temporales.