Situé sur la place de la cathédrale, le musée des beaux-arts occupe depuis 1872 un palais classique conçu par l’architecte cornouaillais Joseph Bigot, à qui l’on doit également les flèches de la cathédrale.

L’architecture intérieure du musée a été entièrement repensée en 1993 par Jean-Paul Philippon, qui oeuvra également au musée d’Orsay et à La Piscine à Roubaix. La  reconstitution à l’identique du grand décor réalisé en 1906/1909 par Jean-Julien  Lemordant pour l’hôtel de l’Epée à Quimper constitue désormais le coeur du musée, autour duquel se déploient les collections importantes permanentes (24 salles).
Une salle d’exposition temporaire, une salle audiovisuelle, une salle du service éducatif et une boutique complètent l’ensemble.