Muzeum Katedralne im. Jana Pawła II położone jest na wzgórzu Wawelskim między Bramą Wazów a dawnym budynkiem Zamkowego Seminarium Duchownego. Mieści się w Domu Katedralnym, budynku scalonym z dwóch XIV-wiecznych domów. Część wschodnia, przyległa do Bramy Wazów, to dawna kamienica zbudowana za czasów Kazimierza Wielkiego, od XVI wieku należąca do kolegium rorantystów kaplicy Zygmuntowskiej. Część zachodnia to dawny Dom Gotycki – siedziba kolegium mansjonarzy katedralnych sprawujących liturgię w kaplicy Mariackiej.

W 1901 roku oba budynki odkupiła Kapituła Katedralna na Wawelu w celu przechowywania zabytków pochodzących z Katedry Wawelskiej. Ich gruntowną restaurację przeprowadzili dwaj wybitni architekci – prof. Sławomir Odrzywolski oraz prof. Zygmunt Hendel. W 1906 roku z inicjatywy Księcia Kardynała Jana Puzyny w budynkach tych założono Muzeum Diecezjalne. Fakt ten upamiętniono płytą marmurową, znajdującą się obecnie nad wejściem do budynku.

Obok umieszczono tablice z herbami Księcia Kardynała Jana Puzyny oraz Krakowskiej Kapituły Katedralnej jako fundatorów. W ścianach muru okalającego zachowano zabytkowe detale z XV, XVI i XVII wieku. W 1975 roku Ksiądz Kardynał Karol Wojtyła podjął decyzję o przekształceniu Muzeum Diecezjalnego w siedzibę Muzeum Katedralnego, które miało prezentować obiekty związane z Katedrą Wawelską.

Dnia 28 września 1978 roku w 20. rocznicę swoich święceń biskupich Arcybiskup Metropolita Krakowski Ksiądz Kardynał Karol Wojtyła, późniejszy papież Jan Paweł II, dokonał uroczystego otwarcia i poświęcenia Muzeum Katedralnego na Wawelu. Było to Jego ostatnie oficjalne wystąpienie na Wawelu przed wyborem na papieża. Wkrótce po tym wydarzeniu Kapituła Katedralna zadecydowała o nadaniu Muzeum Katedralnemu na Wawelu imienia Jana Pawła II.

Ekspozycja obejmuje najstarsze i najważniejsze regalia polskie oraz przedmioty związane z kultem religijnym: wyroby rzemiosła artystycznego, tkaniny, obrazy i rzeźby pochodzące z fundacji królewskich, biskupich i szlacheckich, należące do najcenniejszych pamiątek Narodu Polskiego. Zaprezentowano na niej najcenniejsze obiekty z różnych epok rezygnując niejednokrotnie z chronologii czasowej na rzecz wartości historycznej i artystycznej prezentowanych dzieł.

Większość z nich była przechowywana dotychczas w Skarbcu Katedralnym, który należy do jednego z najbogatszych w Polsce, chociaż jego obecny zasób stanowi zaledwie cząstkę dawnego. Wielkie szkody poniósł Skarbiec Katedralny z powodu licznych wojen z najeźdźcami Polski, wówczas to duża część jego zbiorów została zrabowana. Pomimo tego Muzeum Katedralne na Wawelu posiada jedne z najbardziej wartościowych pod względem artystycznym i historycznym zbiorów sztuki w Polsce.