El museo recibe el nombre de Museo de la Catedral, no sólo por su temática sino también por su emplazamiento. Se encuentra ubicado en el zócalo de la Catedral de Valdivia, en el sitio original donde, desde 1552, se levantaron las 14 iglesias que le precedieron y que fueron destruidas por distintos desastres: incendios, terremotos, trombas marinas. Su creación fue posible gracias a un convenio firmado entre el Obispado de Valdivia y la Dirección Museológica de la Universidad Austral de Chile, organizaciones que contaron con la asesoría del Padre Gabriel Guarda y con el aporte de la Fundación Andes para el montaje de las colecciones.

Se inauguró el año 1998 y en la actualidad es administrado por el Área Administrativa de la Catedral de Valdivia, con el apoyo de la Fundación Padre Guarda. El museo es un muestrario en el que comulgan los fundamentos materiales y espirituales de la Iglesia en Valdivia: materiales por que esta instalado en los cimientos de la catedral, junto a su primera piedra; espirituales, porque expone una síntesis de la evangelización de estas tierras, desde el siglo XVI al XX, con referencia a la fundación de la Iglesia, las familias religiosas comprometidas en la misión, manifestaciones artísticas y culturales, la celebración litúrgica y la propuesta de santidad de vida según el evangelio. La colección es muy variada y se constituye, principalmente, de diferentes objetos identificables con el paso de la Iglesia Católica en este territorio. Las piezas se han dispuesto en un sucinto recorrido, en el cual el visitante se inmergirá gracias al renovado guion museográfico producido por Juan Manuel Martínez y Tanya Wagemann, posible gracias al Fondo de Mejoramiento Integral de Museos 2020.

En el Depósito de Colecciones destacan piezas en estudio, como un tabernáculo de madera dorada con espejos, c.1750; cuadros como La Sagrada Familia, óleo sobre tela de la escuela italiana, c.1650; y textiles como un Pluvial bordado con rocalla, pájaros y flores, S.XVII.