Situé dans l’ancienne mairie, face au théâtre romain, le musée municipal présente des collections d’archéologie gallo-romaine et d’ethnographie.
La période gallo-romaine a été particulièrement riche à Lillebonne. Elle a laissé du mobilier funéraire et des monuments architecturaux. La tombe dite de Marcus et le mobilier de la nécropole du Catillon permettent de présenter certains aspects de la vie quotidienne : poteries, verreries, différents objets métalliques etc…
Des chapiteaux, des pierres sculptées et des bas-reliefs évoquent la richesse des monuments.
Les collections ethnographiques comportent des meubles, des bijoux, des coiffes du Pays de Caux ainsi que différents petits métiers dont celui de perruquier-posticheur.
Le centre potier de Mélamare est particulièrement bien représenté avec une belle collection d’objets utilitaires et décoratifs ainsi que par une série de 24 briques à décor Renaissance. Différents objets et documents provenant des usines textiles rappellent un passé plus récent.
Un diaviseur permet de visionner 80 cartes postales montrant Lillebonne dans les années 1900.