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 subsuelo de la Catedral de Valdivia, en el sitio original donde, desde 1552, se levantaron las 15 iglesias que le precedieron y que fueron destruidas por incendios, terremotos, trombas.

El museo muestra los fundamentos materiales y espirituales de la Iglesia en Valdivia: materiales porque está 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 XIX, 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 en su recorrido se destacan piezas como por ejemplo un tabernáculo de madera dorada con espejos, c.1750; cuadros como La Sagrada Familia, óleo sobre tela de la escuela italiana, c.1650; y telares como un Pluvial bordado con rocalla, pájaros y flores, S.XVIII.