El Museo de la Opera del Duomo inaugurado en 1967 se amplió para exponer pinturas, esculturas y adornos sacros procedentes de toda la diócesis, en un recorrido sugestivo bajo el presbiterio de la Catedral y alrededor del claustro románico. Desde el arco debajo del campanario de la catedral se entra en las "bóvedas" del museo. Este amplio sótano fue utilizado durante siglos para enterramientos, y por eso conserva escudos y frescos de las familias más importantes de Prato. Desde las "Bóvedas" se accede a la Capilla de S. Stefano, completamente pintada por los hermanos Miniati alrededor del 1420. Un pasillo conduce al claustro románico de la catedral (alrededor de 1170), en mármol blanco y serpentín verde, con refinados capiteles zoomorfos e incrustaciones; desde aquí se accede a la Sala del siglo XVII con obras de Matteo Rosselli, Empoli, Mehus, y un notable retablo con el ángel guardián (1675) de Carlo Dolci. Desde la siguiente Sala del Cinquecento se llega a la Sala del Púlpito, que tiene en el centro el original parapeto de mármol (1434-38) del Púlpito de Donatello e Michelozzo, en el que se desarrolla una alegre danza de putti, con complejos ángulos de perspectiva. De los mismos artistas es también el refinado capitel de bronce originalmente colocado en la base del púlpito. Una joya preciosa del Renacimiento es la Capsella (1446) de Maso di Bartolomeo, que contenía la reliquia de la Sacra Cintola. También son notables dos azulejos de Andrea della Robbia. En la contigua Sala del siglo XV se exponen pinturas renacentistas, entre las cuales las Exequias de san Girolamo (1453 ca.), obra maestra de Filippo Lippi, Un conmovedor crucifijo sobre tabla moldeada de Botticelli, y un fresco separado de Paolo Uccello, con el beato Iacopone da Todi.
Se continúa a través de una zona semisótano, donde la excavación ha puesto en evidencia hallazgos desde el período etrusco hasta el siglo XV, y desde aquí se sube a la sala dedicada a la Sagrada Cintura de la Virgen, la reliquia más valiosa del territorio, donde se exponen entre otros algunos sugestivos relieves de mármol (1358-60) del sienés Niccolò del Mercia. La sala siguiente alberga el precioso Parato di Santo Stefano (1590 aprox.). La última sala conserva tablas y paneles de polípticos del siglo XIV-principios del XV, notables esculturas, entre las cuales una cabeza de Crucifijo de 1230-40 y un relieve de Giroldo da Como, de 1262.
El recorrido de visita incluye además el acceso al transepto de la Catedral de San Esteban con capillas pintadas. Entre las cinco capillas más notables son: La Capilla Mayor, la más famosa, conserva uno de los ciclos de frescos más importantes del Renacimiento, con las historias de San Esteban y San Juan Bautista (1452-65) obra de Filippo Lippi; al lado, la Capella dell'Assunta pintada en 1433-34 de Paolo Uccello, con historias de la Virgen y de Santo Stefano; contigua a la Capella Vinaccesi que conserva frescos del pratese Alessandro Franchi (1873-1876).