El Museo Catedralicio de Zamora fue inaugurado en 1926 con el objetivo de albergar obras procedentes tanto de la propia Catedral como de otras parroquias de la diócesis, con el objeto de ser mostradas al público. El Museo tiene su acceso desde el claustro de la Catedral.

En él se expone parte de una magnífica colección de tapices flamencos, entre los que destaca el de Tarquino Prisco, obra maestra tejida en Flandes hacia 1475; los de la Guerra de Troya, procedentes de los talleres de Tournai y confeccionados en el último tercio del siglo XV; los tapices de la viña, elaborados en Bruselas en torno a 1500; los de la historia de Aníbal, confeccionados por el licero bruselense François Geubels en torno a 1570, y los del rey David, de fines del siglo XVI, confeccionados posiblemente en un taller de Audenarde.

También destaca la custodia procesional, cuya obra original fue finalizada por Pedro de Ávila en 1515, a la que añadió un basamento el platero Antonio Rodríguez en 1598. La Virgen con el Niño y San Juanito, labrada en mármol blanco de Carrara y atribuida al escultor burgalés Bartolomé Ordóñez.

Y las tablas de la aparición de Cristo resucitado a María Magdalena y Pentecostés, pintadas por el taller de Fernando Gallego en torno a 1495, que formaron parte del antiguo retablo mayor de la catedral. Tras una rocambolesca historia volvieron a ella en 1925. Dicho retablo fue desmontado en 1715 y sustituido por uno barroco de Joaquín Benito Churriguera, vendiéndose aquél a la parroquia del cercano pueblo de Arcenillas. Con la desamortización, diecinueve de las tablas que lo componían fueron a parar a manos de la familia Ruiz-Zorrilla, dos de cuyos descendientes acabaron donando al Cabildo sendas obras.