És una secció del Museu Nacional d'Art de Catalunya. Inicialment, tenia la seu a l’edifici neopal·ladià (1854) de la ciutat i incorporà el fons provinent del Museu d'Art Modern d'Olot. L’any 1987 inaugurà nova seu i noves dependències a l’antic hospici d’Olot. Aquests edifici acull les sales d’exposició permanent dedicades a l’activitat artística de la comarca entre final del segle XVIII i mitjans del segle XX. La destacada col·lecció d’art dels segles XIX i XX està centrada, fonamentalment, en la pintura paisatgística de l’escola d’Olot (impulsada pels germans Vayreda i Josep Berga) i els seus continuadors. Mostra també l’escultura modernista i noucentista de Blay, Clarà, Claret, etc., al costat de la qual cal destacar la presència d’obres d’artistes com ara Ramon Casas, Leonci Quera, Ramon Amadeu o Xavier Nogués i la col·lecció de cartells modernistes del concurs dels Cigarrillos París.
Com a secció de ciències naturals del Museu Comarcal, l’any 1991 fou inaugurat, a la Torre Castanys, al Parc Nou d’Olot, el Museu dels Volcans. Els seus continguts de se centren en la presentació del medi físic de la Garrotxa incidint, per una banda, en els fenòmens sísmics i vulcanologics i, per l’altra en els principals ecosistemes de la comarca.
El Museu Comarcal compta amb una tercera seu a Can Trincheria, una de les cases pairals de la primera meitat del segle XVIII més importants d’Olot, que ha estat habilitat com a casa-museu.