Le musée se compose de quatre bâtiments servant à définir les lignes des œuvres exposées : le palais de Velarde, qui héberge les plus vieilles collections et propose également un espace pour les expositions temporaires au rez-de-chaussée, la Casa de Oviedo-Portal, consacrée aux œuvres du 19e siècle, l’Ampliación, qui abrite les œuvres contemporaines, et le dernier bâtiment, dédié aux bureaux et aux fonctions internes du musée.