Nel 1924 sotto la guida di Francesco Malaguzzi Valeri venne aperto nel seicentesco palazzo dei Bargellini l’omonimo museo. Ancora oggi le sette sale espositive risentono in gran parte dell’allestimento primitivo che l’ideatore aveva impresso ai due distinti nuclei patrimoniali che lo componevano – la quadreria Davia Bargellini e la raccolta d’arti applicate – nell’intento di dare vita ad un appartamento arredato del Settecento bolognese nel quale accanto a mobili e suppellettili di pregio si dispongono anche oggetti rari come lo scenografico teatrino per marionette e l’incantevole riproduzione in miniatura dell’interno di una abitazione privata del XVIII secolo.
La galleria dei dipinti con opere come la tavola  della Madonna dei Denti di Vitale da Bologna, la Pietà di Simone dei Crocefissi e la Madonna con il Bambino di Cristoforo da Bologna  introduce al panorama artistico bolognese che, dagli inizi del Trecento e lungo tutto il secolo, giocò un ruolo di assoluta grandezza. La cultura tardogotica bolognese è rappresentata da opere come il  San Giovanni Battista di Jacopo di Paolo  e l’Evangelista di Michele di Matteo. Altri interessanti dipinti recano testimonianza delle vivaci vicende artistiche cittadine dal XV fino al XVIII secolo: significative sono le opere che illustrano i rapporti fra padri  e figli all’interno delle botteghe a gestione familiare (Prospero e Lavinia Fontana, Giuseppe Maria e Luigi Crespi). Alla committenza della famiglia residente nel palazzo, i Bargellini, si devono alcuni ritratti di autorevoli componenti del casato, realizzati da Bartolomeo Passerotti e numerose tele di tema sacro e profano richieste al “casto”  Marcantonio Franceschini.