Le département archéologie présente le parcours de l’homme du Neandertal à celui du Haut Moyen Age. Parmi ses richesses, on compte un couvercle de sarcophage de Tuscania du IIe siècle avant J-C, ou des squelettes d’hommes du Haut Moyen Age, l’un mort de la lèpre, l’autre d’un coup d’épée. Le département patrimoine ressuscite les richesses de la ville de Cambrai, évoquant les merveilles de cette principauté ecclésiastique qui n’est devenue française qu’en 1677. On peut y découvrir le jubé de pierre bleue de la chapelle de l’ancien hôpital Saint-Julien, un ensemble de statues romanes du XIIe siècle et une réunion de treize statues d’albâtre de style maniériste. Enfin, le département des Beaux-Arts expose les oeuvres de peintres flamands et hollandais du XVIIe siècle et les plus grands noms des artistes français. Entre autres : Jean-Auguste Dominique Ingres, Camille Claudel, Auguste Rodin, Bourdelle, Utrillo, Van Dongen et Sonia Delaunay