Cerca de la Basílica de san Francisco, se halla el Museo Diocesano de Arte Sacra.
Célebres obras maestras y atestaciones artísticas importantes muestran el desarrollo del arte senés desde el Alta Edad Media hasta el Ochocientos; propiedad del Seminario y provenientes de las iglesias de Siena y de sus alrededores, estas obras fueron colocadas en los salones anexos al Oratorio de San Bernardino. En el Oratorio superior, dedicado a Santa María de los Angeles se puede admirar uno de los ejemplos más puros de todo el Renacimiento maduro donde dos grandes artistas, Beccafumi y
Sodoma y un pintor menor, Pacchia, colaboraron y crearon un maravilloso complejo artístico junto a unos habilísimos maestros artesanos de madera y cartón piedra. Formada por una grande sala rectangular con artesanado decorado con cabezas de querubines doradas en fondo azul, las paredes decoradas con grandes frescos que representan Historias de la VIrgen y en el altar de mármol encontramos una grande tabla pintada por Beccafumi, que representa una Virgen con el Niño y Santos (1537).
Fuera del Oratorio empieza el verdadero recorrido del Museo Diocesano que conserva una de las obras senesas más antiguas, la tabla con la Virgen y el Niño, del conocido ‘Maestro de Tressa’, proveniente de la iglesia de Santa María en Tressa, que ha dado el nombre al artista.
Documenta el desarrollo de una producción senesa ya renovada con los ejemplos de Cimabue, el más antiguo vitral de escuela senesa conocido, proveniente del Oratorio de la Gruta cerca de Siena, representa la figura de la Virgen con el Niño.
Una absoluta obra maestra de toda la pintura del siglo XIV europeo es la Virgen que amamanta al Niño, de
Ambrogio Lorenzetti, conservada antes en el Eremo agustiniano de Lecceto; obra famosísima que ha sido publicada más de una vez en todos los libros de Historia del Arte. De su hermano
Pietro Lorenzetti se encuentran hallazgos de frescos provenientes del claustro de San Francisco.
Se pueden admirar también otras obras senesas como la Cruz pintada por Giovanni de Paolo y un grupo de madera polícroma con Cristo muerto en los brazos de su Madre realizado por el
Vecchietta. Hay también un tríptico con la Anunciación, de Matteo d Giovanni, preciosa copia de la célebre tabla de mismo artista realizada por Simone Martini para la Catedral de Siena.
En el piso superior se conservan otras obras maravillosas como las cabeceras de féretro, realizadas entre 1525 y 1528 por el
Sodoma para la cofradía de la Compañia de la SS. Trinidad.