Las colecciones del museo son multidisciplinares, clasificadas en salas de pintura, escultura, arqueología, artes decorativas, grabado y etnografía.
Tres salas están dedicadas a arqueología, en las que se hallan restos prehistóricos entre los que se encuentran diversos collares y otras piezas romanas procedentes de los yacimientos de Golada y Caldas.
Durante las últimas obras de remodelación, todas estas colecciones arqueológicas fueron trasladadas al edificio Sarmiento.
El Pazo García Flórez debe su nombre a Antonio García Estévez Fariña y su esposa Tomasa Suárez Flórez, que construyeron esta casa solariega sobre un pazo anterior en el siglo XVIII.
En 1943 pasó a formar parte del Museo Provincial de Pontevedra.
Su nombre es un homenaje a su principal benefactor, el empresario y abogado José Fernández López.
En el edificio se expone una amplia colección de pintura romántica e histórica de los siglos XIX y XX, con salas dedicadas específicamente a Goya y Joaquín Sorolla.
Este edificio alberga las oficinas administrativas del museo, la biblioteca y el archivo gráfico, que dispone de más de 500.000 entradas e imágenes y alberga el archivo Zagala con las fotografías donadas por el fotógrafo Francisco Zagala,[22] así como los archivos de los fotógrafos José Suárez y Joaquín Pintos.
Asimismo, el museo publica monografías y dos catálogos de cada exposición.
Las ruinas de Santo Domingo son la edificación más antigua del museo y pertenecían al convento homónimo aunque sólo se conserva del mismo la cabecera porticada que fue declarada Monumento Nacional mediante ley el 14 de agosto de 1895.
Tras una profunda remodelación, se abrió al público el 21 de agosto de 2013, con la colección arqueológica y el arte medieval gallego del siglo XIII.
Éstas incluyen colecciones de arte gallego, desde el gótico hasta la época moderna, así como colecciones de otros artistas españoles y extranjeros.
La primera planta está dedicada al arte gallego, desde el gótico hasta finales del siglo XIX, bajo el nombre de Xeración Doente.
Se pueden contemplar obras de Ovidio Murguía, Fernando Álvarez de Sotomayor, Camilo Díaz, Francisco Asorey y bustos e instrumentos del violinista Manuel Quiroga Losada.
En el sótano hay talleres de restauración, un gran auditorio y una cafetería.
[33] Entre julio y septiembre de 2024 se realiza la exposición A era das fábulas con obras de Picasso, Miró, Dalí, Kandinsky, Maruja Mallo, Louise Bourgeois, Fernand Léger o Miquel Barceló entre otros.