Il Museo dell’Opera del Duomo inaugurato nel 1967 è stato poi ampliato per esporre dipinti, sculture, suppellettile sacra provenienti dall’intera Diocesi, in un suggestivo percorso sotto il presbiterio della Cattedrale e intorno al chiostro romanico. Dall’arcata sottostante il campanile del Duomo si entra nelle “Volte” del Museo. Questo ampio ambiente seminterrato fu utilizzato per secoli per le sepolture, e per questo conserva stemmi e affreschi delle più importanti famiglie pratesi. Dalle “Volte” si accede alla Cappella di S. Stefano, interamente affrescata dai fratelli Miniati intorno al 1420. Un corridoio conduce al Chiostro romanico della Cattedrale (1170 circa), in marmo bianco e serpentino verde, con raffinati capitelli zoomorfi e intarsi; da qui si accede alla Sala del Seicento con opere di Matteo Rosselli, Empoli, Mehus, e una notevole pala con l’Angelo custode (1675) di Carlo Dolci. Dalla successiva Sala del Cinquecento si raggiunge la Sala del Pulpito, che ha al centro l’originale parapetto marmoreo (1434-38) del Pulpito di Donatello e Michelozzo, nel quale si snoda una gioiosa danza di putti, dai complessi scorci prospettici. Degli stessi artisti è anche il raffinatissimo capitello in bronzo posto in origine alla base del pulpito. Prezioso gioiello rinascimentale è la Capsella (1446) di Maso di Bartolomeo, che contenne la reliquia della Sacra Cintola. Notevoli anche due maioliche invetriate di Andrea della Robbia. Nella contigua Sala del Quattrocento sono esposti dipinti rinascimentali, tra i quali le Esequie di san Girolamo (1453 ca.), capolavoro di Filippo Lippi, uno struggente Crocifisso su tavola sagomata del Botticelli, e un affresco staccato di Paolo Uccello, col Beato Iacopone da Todi.
Si prosegue attraverso una zona seminterrata, dove lo scavo ha messo in luce reperti dal periodo etrusco al XV secolo, e da qui si risale nella sala dedicata alla Sacra Cintola della Madonna, la reliquia più preziosa del territorio, dove sono esposti tra l’altro alcuni suggestivi rilievi marmorei (1358-60) del senese Niccolò del Mercia. La sala seguente ospita il prezioso Parato di Santo Stefano (1590 ca.). L’ultima sala conserva tavole e pannelli di polittici del XIV-inizi XV secolo, notevoli sculture, tra le quali una testa di Crocifisso del 1230-40 e un rilievo di Giroldo da Como, del 1262.
Il percorso di visita comprende inoltre l’accesso al transetto della Cattedrale di Santo Stefano con le cappelle affrescate. Tra le cinque cappelle le più degne di nota sono: La Cappella Maggiore, la più celebre, conserva uno dei cicli d’affresco più importanti del Rinascimento, con le storie di Santo Stefano e San Giovanni Battista (1452-65) opera di Filippo Lippi; di fianco, la Capella dell’Assunta affrescata nel 1433-34 da Paolo Uccello, con storie della Vergine e di Santo Stefano; contigua la Capella Vinaccesi che conserva affreschi del pratese Alessandro Franchi (1873-1876).