Fondé en 1821, le musée est installé depuis 1980 dans le Pavillon des officiers, édifice d’architecture comtoise du XVIIIe siècle. Ses collections font se rencontrer archéologie, art ancien et art contemporain. Le musée est classé dans les 50 meilleurs musées de France par le Journal des Arts.
Le parcours à travers les collections permanentes du musée se déploie sur trois étages, permettant de traverser les époques de façon chronologique et thématique à la fois. Au sous-sol, la collection d’archéologie est consacrée aux découvertes archéologiques du Jura, du Néolithique à l'époque mérovingienne. Le fonds d’art ancien, présenté au premier étage, révèle la prospérité de Dole, capitale de la Comté jusqu'en 1678 : art bourguignon et comtois du Moyen Age au XVIIIe siècle, peinture française des XVIIe/XVIIIe siècles (Vouet, Allegrain, Coypel), école italienne (Mulinari, Castello, Beinaschi, Assereto) et nordique (Maître de Saint-Gilles, Gysbrechts, van Boucle), auxquels s'ajoute une collection XIXe siècle faisant la part belle à l’école de Barbizon et aux maîtres comtois (Courbet, Pointelin, Brun). Parcourant le musée de façon thématique jusqu'au troisième étage qui lui est plus particulièrement consacré, la collection d’art contemporain s'est constituée autour du Nouveau Réalisme (César, Arman, Spœrri, Hains, Villéglé…) et de la Figuration critique des années 60 (Rancillac, Monory, Télémaque, Erró, Fromanger…). Elle continue à se développer aujourd'hui, entre art contemporain historique et jeune création, autour de plusieurs axes : figuration, image et récit, art et politique, formes contemporaines du paysage.
Au parcours dans les collections permanentes vient s'ajouter une programmation de trois grandes expositions temporaires par an et de petites expositions dossiers.
L’administration est ouverte du lundi au vendredi de 9h à 12h et de 14h à 18h.
L’entrée au musée des Beaux-arts est gratuite.