Gegründet im Jahr 1817 von Graf Michele della Torre Valsassina war es im einstigen Palazzo der Nordis untergebracht. Am 2. Juni 1990 siedelte es in den Palazzo dei Provveditori Veneti über, der Piazza Duomo im Osten gleich einem Bühnenbildhintergrund abschließt. Das Projekt zum Bau dieses in den Jahren 1581-1596 erbauten Palazzo (so ist es auf der Fassade des Palazzo del Provveditore Sebastiano Querini vermerkt) geht auf Andrea Palladio zurück. Das Museum wurde anlässlich der groß angelegten Mostra dei Longobardi, die den Kernbereich der Abteilung frühes Mittelalter ausmacht und in ständiger Erweiterung begriffen ist, eingeweiht. Heute erstreckt es sich über zwei Stockwerke.
Im Erdgeschoss befindet sich das Lapidarium mit folgenden Abteilungen: römisch, frühbyzantinisch, frühes Mittelalter und romanisch. Im Bereich der Treppen, die ins obere Stockwerk führen, ist die Sammlung Cernazai zu sehen: lateinische und griechische aus Dalmatien stammende Grabinschriften und ein wertvolles Relief in Form einer Tür. Zwei der drei Räume im Südflügel des Erdgeschosses enthalten Tabernakel-Fragmente, kleine Säulen, Chorschranken, Kapitelle, Pfeiler und Rahmungen aus der Zeit des VI.-IX. Jahrhunderts.
Im dritten Raum sind romanische Reliefarbeiten (XII.-XIII. Jh) mit Fantasietieren des mittelalterlichen Bestiariums und außerdem einige Pfeiler aus der gleichen Zeit zu sehen. Im Innenhof des Palazzo sind jüdische Grabsteine vom Friedhof der "stretta giudaica" und Wappen aus verschiedenen Epochen ausgestellt. Die Mostra Longobarda im Obergeschoss des Palazzo erstreckt sich über sieben Räume. Das Material ist chronologisch angeordnet und zeigt die, großteils importierten, Grabbeigaben der ersten langobardischen Siedlung in "Forum Iulii", die in den ältesten Nekropolen von S. Giovanni und Cella (VI.-VII. Jh) wiederentdeckt wurden. Sehr eindrucksvoll ist der kleine Raum mit dem römischen Sakopharg und den Grabbeilagen des Herzogs Gisulf (Mitte VII. Jh), die im Jahr 1874 bei Grabungsarbeiten auf der Piazza Paolo Diacono entdeckt wurden. Im letzten Raum ist die schon ausklingende und unter dem Einfluss der karolingischen Welt stehende langobardische Kunst vertreten (Pax des Herzogs Ursus; zwei zum Domschatz gehörende silberne Reliquienbehälter; Bronzekruzifix aus Invillino).
Zum besseren Verständnis des Besuchers wurde die Ausstellung didaktisch neu aufbereitet; über den Vitrinen befinden sich Tafeln mit Erklärungen, die auf einfache Weise über Sitten und Gebräuche der Langobarden berichten und den konkreten Verwendungszweck der ausgestellten Objekte erklären.