O Museu de Alberto Sampaio situa-se em pleno centro histórico de Guimarães, no local onde a condessa Mumadona, no século X, mandou construir um mosteiro. Sendo inicialmente um mosteiro dúplice, cedo, nos alvores do séc. XII, se tornou numa Colegiada, tendo então sofrido obras de renovação. Mas, é no reinado de D. João I que se iniciam importantes obras de ampliação e beneficiação dos edifícios da Colegiada, tendo este rei iniciado e concluído a construção de uma nova Igreja dedicada a Santa Maria de Guimarães. No séc. XVI, a igreja, claustro e Casa do D. Prior sofrem importantes obras de renovação. Nos séculos seguintes, a Igreja é um palco constante de alterações e acrescentos, sendo também significativas as obras realizadas no final do século XVIII na Casa do Cabido, edifício que hoje funciona como a entrada principal do Museu. Quando os edifícios pertencentes à Colegiada de Nossa Senhora da Oliveira passam para as mãos do Estado realiza-se um conjunto importante de obras tendo em vista a adaptação do edifício. A 14 de maio de 1928, começam as obras de adaptação do claustro e do 1º piso da Casa do Priorado.

Em 1935, terminam as obras de adaptação do edifício, passando este a dispor, como espaço expositivo das suas coleções, do Claustro e de mais cinco salas. Para além destas, há outras três salas que funcionam como biblioteca, serviços administrativos e arrecadação do Museu. Na década de sessenta, a Direção Geral dos Edifícios e Monumentos Nacionais do Norte, procede a obras de conservação e restauro de todo o edifício da Casa do Priorado e da Casa do Cabido.

Em 1967, após vários anos de obras, procede-se à inauguração dos novos espaços, passando o Museu a poder contar com serviços modernos, com uma sala de conferências, e com salas para exposições temporárias.

Entre 1999 e 2004, o Museu volta a sofrer obras de recuperação e remodelação ganhando um novo visual: renova-se a receção e a loja do museu, bem como os espaços de exposição.