Situada en la calle Real, a la altura de la bella plaza de San Gil, fue el primero de los museos en abrirse en 1986. El museo se encuentra alojado en una primitiva iglesia románica, de la que sólo se conserva el ábside, admirable desde el exterior y desde el interior, pues no está decorado con ningún retablo. El resto de la iglesia es del siglo XVI.
El museo alberga una magnífica colección de arte sacro, procedente de todas las iglesias que en su día tuvo Atienza, entre las que destacan los cuadros de Las Sibilas y Los Profetas, de Juan Soreda; el retablo de Santiago Apóstol; y una talla de Cristo yacente. Acompañan a la colección de arte una exposición de orfebrería y de arqueología, con piezas de la Prehistoria y Edad Antigua de la comarca.
