Ha sede nel Convento in una suggestiva serie di locali quattrocenteschi, dovuti all'opera di Michelozzo di Bartolomeo, l'architetto preferito da Cosimo il Vecchio de' Medici. Il Museo è un vero e proprio sacrario dell'arte pittorica del Beato Angelico che durante la permanenza in questo ambiente, affrescò molte celle.

Qui sono state poi riunite altre sue opere provenienti da chiese ed istituzioni religiose fiorentine. Particolarmente pregevole, all'interno della sala capitolare la grandiosa e toccante crocifissione.
Tra gli ambienti del primo piano, oltre alle celle affrescate dall'Angelico e al quartiere del Priore, che fu abitato dal Savonarola, di altissimo interesse architettonico e storico è la sala a tre navate della Biblioteca, considerata il capolavoro,assieme a palazzo Medici di Michelozzo. Qui fu arrestato nel 1498 Girolamo Savonarola.