Depuis la mi-juin 2009, les visiteurs peuvent découvrir des collections retraçant l'histoire du Mans et du Maine, de leurs origines préhistoriques à la fin du XVe siècle (dont le trésor des Sablons, le suaire de Saint-Bertrand, l'émail Plantagenêt et le trésor d'argenterie de Coëffort). L'architecte a imaginé de grands volumes, la meilleure intégration de l'existant et du construit et la dissimulation dans le décor de tout élément technique (éclairage, climatisation, vidéo-surveillance).

L'équipement, qui a coûté 20,2 M€ (financés par la ville, l'État, l'Europe, la région et le département), fait 3360 m² sur trois niveaux, dont 1300 m² consacrés aux expositions permanentes et 300 m² aux expositions temporaires. Il compte 120 places en auditorium et un espace pédagogique ouvert tant aux adultes qu'aux scolaires. Un café gourmand communique avec la cour d'entrée et un patio pavée, d'accès libre, au cœur du bâtiment. La salle des expositions temporaires donne sur un jardin.