El museo está formado por un conjunto de cuatros edificios que sirve para marcar los ejes de las obras expuestas. El Palacio de Velarde que alberga en su interior las colecciones más antiguas y cuenta además con un espacio para exposiciones temporales en su planta baja. Casa de Oviedo-Portal dedicado íntegramente a las obras de arte del siglo XIX. Edificio de la Ampliación donde se encuentran las obras más contemporáneas. El ultimo edifico está destinado a oficinas y usos internos del propio museo.