L'entrée du musée se fait sur la gauche par le salon d'accueil qui présente des vues d'Avignon ainsi qu'une remarquable voûte plate comme il en existe au château de Versailles. Sur la gauche, les Maitres du Nord sont à l'honneur avec tout d'abord des scènes villageoises très animées de l'entourage de Pieter Bruegel le Jeune (1564-1636). Au centre de la deuxième salle, l'Allégorie du Toucher par Jan Bruegel le Jeune (1601-1678) et Hendrick van Balen (1575-1632) est le fruit de la collaboration entre un paysagiste et un peintre de figures à la mode. La figure féminine qui se fait mordre le doigt par un oiseau personnifie le sens du toucher, tout en dissuadant un enfant de s'approcher du feu. Remarquez également le cabinet décoré de peintures de Frans Francken (1581-1642) en ébène et bronze doré. Sur le panneau de droite, Le Christ portant sa croix (1622) par Abraham Bloemaert montre, par une mise en lumière intense sur le visage, une douleur et une piété toute intériorisée.

En arrivant dans la galerie des sculptures, on est frappé par sa grande taille et par sa clarté due aux grandes ouvertures à la fois sur la cour d'honneur et sur les jardins. Le bel ensemble de sculptures en marbre blanc d'inspiration néoclassique des années 1820-1900 y est admirablement mis en valeur. Au fond de la galerie sur la droite est accroché un immense carton de tapisserie, Le triomphe d'Apollon (1695) de Noël Coypel (1628-1707), devant lequel se détache une statue équestre espagnole en bois polychrome, Saint Longin (vers 1700).
Par une petite porte de côté, le visiteur change d'univers et accède à la collection d'art moderne du musée, provenant de deux importantes donations dont celle de Victor Martin (1913-1988) qui a donné son nom à cette salle. Cette collection comprend notamment cinq tableaux de Soutine (1893-1943) dont Déchéance ou L'Idiot, œuvres très réalistes aux couleurs fortes reflétant la misère humaine. Tout comme Maurice de Vlaminck (1876-1958) dans Sur le Zinc montre la solitude tragique d'une femme de mauvaise vie au maquillage outrancier, fumant une cigarette devant un verre de vin.

Avec Pierre Bonnard (1867-1947) dans Jour d'hiver vers 1905-1910, on retrouve un thème qui lui est cher : nous entrons dans l'intimité d'une femme dans son confortable intérieur alors que le froid sévit à l'extérieur. Quant à Auguste Chabaud (1882-1955), peintre du sud, il représente Les Arènes de Nîmes (1927), œuvre aux couleurs contrastées allant d'un bleu de Prusse éclatant pour les costumes des personnages à un jaune flamboyant pour représenter la lumière accablante du soleil sur les arènes.

En sortant ne manquez pas deux petites salles dont l'une présente un véritable trésor d'orfèvrerie et l'autre appelée Méridienne, un remarquable décor (vers 1770 1780) typique du midi de la France sur le thème des saisons.
En passant à nouveau par la grande galerie et en traversant les salles de peintures italiennes et espagnoles des XVIIe et XVIIIe siècles, allez jusqu'aux splendides salles égyptiennes qui correspondent aux anciens salons au magnifique décor rocaille (plafond en gypserie et boiseries sculptées). Vous découvrirez trois sarcophages féminins, dans la première petite pièce décorée d'un très beau panoramique datant de la construction de l'hôtel, évoquant les campagnes d'Egypte de Napoléon Bonaparte (1769-1821).

Dans la salle suivante dont les moulures sont rehaussées d'or, on trouve de nombreuses stèles et sarcophages. La dernière salle aux murs bleus et aux moulures blanches en stuc expose, entre autres, un superbe Scribe royal datant du Nouvel Empire (XIVe siècle av.J.C.)
En rebroussant chemin, on passe par les salles consacrées à la création artistique à Avignon de la Renaissance à la Révolution. L'influence italienne est très nette notamment dans les œuvres de Simon de Châlons (1506-1568) telle que La Sainte Parenté (1543) et de Pierre Mignard (1612-1695) comme dans La rencontre d'Alexandre avec la reine des Amazones (vers 1660).