Aunque los orígenes del interés por mostrar de una manera más racional el patrimonio catedralicio nos deja huellas testimoniales desde finales del siglo XIX, el Museo Catedralicio de Segorbe es una institución inaugurada en el año 1949. La tragedia que supuso para el rico patrimonio artístico la guerra civil de 1936, tras un largo proceso de recuperación de parte del mismo llevado a cabo por el Cabildo, permitió finalmente la ubicación de una muestra expositiva del legado cultural en las dependencias del claustro alto acondicionadas para ésta finalidad. Se convertía el nuevo museo en heredero de un proyecto, iniciado en la segunda década del siglo XX con la puesta en marcha de un museo diocesano en dependencias del Palacio Episcopal, que fue totalmente desalmado víctima de la contienda, parte de cuyo patrimonio logró salvarse gracias a la intervención de la Junta del Tesoro Artístico durante el conflicto y, posteriormente, de los miembros del Cabildo y la Junta de Recuperación.
El museo catedralicio, aunque mayoritariamente acoge fondos de la catedral, asumió también la condición de institución museística diocesana, conformando una de las colecciones de arte más representativa del entorno valenciano, toda vez que la Catedral de Segorbe a lo largo de los siglos generó la gestación de una gran riqueza cultural en todas sus manifestaciones vinculadas con el mundo artístico y sus expresiones. Si en los primeros tiempos fue el aspecto conservacionista el que primó en la gestión museográfica, la década de los ochenta supuso la amplia divulgación de sus fondos fuera de la propia instalación, con exposiciones monográficas dedicadas a su colección o presencia significativa de sus piezas en muestras de gran resonancia cultural. Finalizada la exposición La Luz de las Imágenes, que acogió la catedral en los años 2001-2002, se procedió a la reapertura del museo en el año 2003 con nuevos espacios expositivos y proyecto museográfico. Desde 1994 el Museo está integrado en la red de museos reconocidos por la Generalitat Valenciana, y su labor ha sido premiada con la concesión de la medalla de la Real Academia de Bellas Artes de San Carlos de Valencia.
En la actualidad, el Museo Catedralicio es un concepto que, además del patrimonio ubicado en el propio espacio arquitectónico del que forma parte, se agrupa específicamente como tal museo en los claustros alto y bajo, las capillas anexas y otras salas del edifico que conforma la Catedral.
