A múzeumnak a Tatai vár ad otthont. A kiállítás anyaga a piarista- és a Kállai-gyűjteményből alakult ki. A földszinten, a kerengőben és a belső kis teremben kapott helyet a bronzkori, a római kiállítás, és a középkori kőtár. Az 1. emeleten folytatódik a középkori tárlat.

Az emeleti kerengő leghíresebb része a gótikus keresztboltozatú lovagterem, ahol más mellett az eredeti darabok felhasználásával rekonstruált XV. századi lovagalakos kályha, a Zsigmond-kori homlokzat egyik nagy ablaka és egy Mátyás idejéből származó ajtó látható. A többi helyiségben egy római falfestmény és két időszakos kiállítás kapott helyet.

A 2. emeleten található a helytörténeti gyűjtemény, ahol a várárokból előkerült török kori leletek, a várat ábrázoló korabeli metszetek–, továbbá tatai kerámia- és ipartörténeti kiállítás tekinthető meg.