Les Musées de Sens s’installent progressivement dans l’ancien Palais des archevêques, y regroupant les riches collections issues des fouilles et recherches autour de Sens. Auparavant, les objets étaient dispersé entre différents lieux et propriétaires (Etat, Ville de Sens, Société archéologique).
Au rez-de-chaussée, les collections pré- et protohistoriques sont enrichies régulièrement par des fouilles de sauvetage. Les découvertes restent majeures, depuis la maison danubienne de Charmoy jusqu’aux structures funéraires monumentales de Passy. Deux trésors sont à signaler : le trésor de Villethierry composé de 847 bijoux de l’âge du Bronze, et celui de Saint-Denis-les-Sens composé de 242 monnaies gauloises en or (globules à la croix).
Les sculptures gallo-romaines évoquent la monumentalité des édifices publics qui constituaient la ville de Sens (Agedincum) entre le Ier et le IIIe siècle, tandis que les nombreuses et remarquables stèles funéraires représentent les familles et les artisans qui y habitaient. Des mosaïques, des blocs d’architecture (corniches, chapiteaux, colonnes) et la reconstitution de la façade d’un édifice thermal complètent ces importantes collections.
Le Trésor de la cathédrale de Sens est considéré à ce jour, de par son importance, comme l’un des tout premiers de France et d’Europe. Depuis 1985, il est géré conjointement par l’État et les Musées de Sens et ses collections sont exposées dans la chapelle privée des archevêques et dans l’ancien Trésor dit « d’en haut ». Mémoire de la cathédrale, le Trésor renferme une exceptionnelle collection de tissus anciens, d’orfèvrerie, tapisseries, vêtements liturgiques, ivoires et autres objets d’art religieux.
L’importante donation Lucien et Fernande Marrey a définitivement enrichi en 2008 les Musées de Sens. Les œuvres qui la composent, sont présentées dans une nouvelle salle et dans l’ancienne galerie d’apparat des archevêques. Cette collection comprend des meubles conçus par le ferronnier d’art Raymond Subes (1891-1970), des céramiques de J. Mayodon (1893-1967), des peintures flamandes et hollandaises dont P. Brueghel (vers 1564-1638), A. Grimer (vers 1570-1618), des sculptures médiévales, deux bronzes de Rodin. Une grande toile de Louis Watteau dit de Lille « La Visite à la ferme » (1782) est entourée de peintures du XIXe et XXe : E. Boudin (1824-1898), A. Lebourg (1849-1928), A. Marquet (1875-1947)…
Dans l’ancienne galerie d’apparat des archevêques, on peut découvrir également deux ensembles de grande qualité qui illustrent le XVIIIe siècle à Sens : les bas-reliefs de la Porte Dauphine et les sculptures allégoriques qui ornaient le Jubé de la cathédrale.
La salle des peintures offre une variété de tableaux du XVe au XIXe siècle (Guido Reni, Delorme, Rochegrosse), ainsi que des œuvres contemporaines d’artistes travaillant dans le Sénonais, ou ayant un lien avec notre région.