Siedziba
W sąsiedztwie zamku, w XVIII-wiecznym zajeździe przy ul. Zamkowej 2, mieści się dyrekcja muzeum oraz administracja i pracownie. Główną siedzibą muzeum jest Zamek Królewski. Pierwszy sanocki zamek wybudował na miejscu drewnianego ruskiego grodu król Kazimierz Wielki (po 1341 r.). W zamkowych komnatach odbyło się wesele króla Władysława Jagiełły z trzecią żonę Elżbietę Granowską. W okresie wdowieństwa często przebywała tu czwarta żona Jagiełły Zofia (Sonka). W latach 1523-1548 starosta sanocki Mikołaj Wolski, z polecenia królowej Bony, przebudował średniowieczny zamek w renesansową rezydencję. Kronikarze odnotowali pobyt na sanockim zamku węgierskiej królowej Izabeli, siostry króla Zygmunta Augusta (1555-1556 r.). W 1604 r. pojawił się w jego murach późniejszy car Dymitr Samozwaniec, który poślubił Marynę Mniszech córkę sanockiego starosty. Liczne przebudowy i rozbiórka części zabudowań w okresie rządów austriackich obniżyły walory architektoniczne obiektu. Dopiero prowadzona od początku lat 90. XX w. renowacja pozwoliła na odsłonięcie lub odtworzenie wielu renesansowych założeń i detali. Na wiosnę 2010 r. rozpoczęto odbudowę skrzydła południowego zamku. Prace te zakończyły się jesienią 2011 r. W odbudowanym skrzydle urządzono stałą wystawę twórczości Zdzisława Beksińskiego. 18 maja 2012 r. dokonano uroczystego otwarcia nowej Galerii Zdzisława Beksińskiego. 19 maja 2012 r. Galerię otwarto dla szerokiej publiczności. W pierwszych dniach wystawę obejrzało ok. 10.000 osób. W lipcu 2013 r. zakończono rewitalizację wzgórza zamkowego, która obejmowała m.in. budowę sali konferencyjno-widowiskowej oraz magazynów posadowionych pod powierzchnię dziedzińca. Odtworzony został średniowieczny mur obronny a na reliktach średniowiecznej wieży z czasów Kazimierza Wielkiego wybudowano taras widokowy. Dziedziniec zamkowy wyłożono granitową kostką. Wzorując się na renesansowych założeniach urządzono zamkowe ogrody.
Zbiory
Szczególne miejsce w zbiorach sanockiego muzeum zajmuje kolekcja sztuki cerkiewnej. Jej najstarsze zabytki to XII-wieczne enkolpiony odkryte podczas badań archeologicznych na przycerkiewnym cmentarzysku w pobliskiej Trepczy. Do arcydzieł malarstwa ikonowego zaliczają znawcy zbiór dobrze zachowanych ikon z XV w. i XVI w. (m.in. Chrystus Pantokrator z 2. poł. XV w., z Nowosielc i Matka Boska Hodegetria z XVI w. z Paniszczowa). Całość ekspozycji, obejmująca kilkaset obiektów i chronologicznie dochodząca po początków wieku XX., doskonale ilustruje ewolucję sztuki Kościołów Wschodnich.
Jedną z zamkowych komnat poświęcono sztuce Kościoła Katolickiego. Szczególną uwagę warto zwrócić na kilka zabytków z XV i XVI w. oraz na rokokowe rzeźby „szkoły lwowskiej”. Znajdziemy tu również obraz G. Paganiego „Opłakiwanie Chrystusa”, którego pierwowzór pędzla Rubensa znajduje się w Muzeum Królewskim w Brukseli. Dzięki darom państwa Margaret i Alberta Sługockich z USA, obejrzeć możemy kolekcję 27 krucyfiksów hiszpańskich, niemieckich i francuskich datowanych od XVII do XIX w. oraz siedemnastowieczną francuską kopię słynącej cudami figury Matki Bożej z Altötting z końca XIII wieku.
Eksponowane „sali renesansowej” portrety to obrazy po części pochodzące z pinakoteki rodu Załuskich. Niewątpliwą ozdobę tego zbioru jest „Dama z wachlarzem” pędzla Gijsberta Sibilli (1598-1652), Holendra, pozostającego pod wpływem Rembrandta Van Rijn.
Ponad 500 eksponatów liczy kolekcja ceramiki pokuckiej. Zimę 2013 roku po wieloletniej przerwie udostępniono stałą wystawę tej części zbiorów.
12.08.2016 r. w podziemiach południowego skrzydła zamku otwarto zamkową „Zbrojownię” ze stałą wystawę militariów i udostępnionym dla publiczności poniemieckim schronem, który zbudowano na zamkowym wzgórzu w latach 40. XX w. Podkreślić należy, ze w muzealnym archiwum znajduje się tysiące cennych dokumentów i fotografii związanych z regionem.
Zbiory archeologiczne obejmują znaleziska począwszy do epoki kamienia po czasy nowożytne. Ważne miejsce zajmują w nim artefakty odkryte na grodzisku Horodyszcze w Trepczy oraz złota moneta celtycka z wyobrażeniami Ateny i Nike. 27 czerwca 2015 r. w zamkowych piwnicach otwarto stałą ekspozycję archeologiczną „Historie w ziemi zapisane”.
Bogato przedstawia się dział sztuki współczesnej. Jego podstawę stanowią dzieła artystów polskich tworzęcych we Francji. Wśród nich trzeba wymienić m.in.: Olgę Boznańską, Józefa Pankiewicza, Tadeusza Makowskiego, Wacława Zawadowskiego, Wacława Żaboklickiego, Ludwika Lille, Hannę Rudzką-Cybisową, Jana Cybisa, Artura Nachta-Samborskiego, Emila Krchę, Jana Ekierta, Józefa Jaremę, Marię Sperling, Jana Lebensteina, Arikę Madeyską i Edwarda Barana. Początek tej kolekcji stanowił dar Marii i Franciszka Prochasków z lat 60. i 70. XX w. Zbiory wzbogaciły także obrazy Juliusza Studnickiego, Otto Axera, Marii Szulczewskiej de Regibus, Józefa Natansona, Hanny Zawy-Cywińskiej, Janiny Dobrzyńskiej. Z ziemią sanocką wiążą się nazwiska wielu wybitnych artystów m.in. Leona Getza, Izabeli Rapf-Sławikowskiej, Anny i Tadeusza Turkowskich, Romana Tarkowskiego, Stanisława Batrucha, Kazimierza Starościaka, Eugeniusza Wańka, Stanisława Puchalika, Adama Konieczko. Swoją galerię w zamkowych podziemiach ma pochodzący z Płowiec k. Sanoka Marian Kruczek. Poczesne miejsce wśród artystów sanockich zajął Zdzisław Beksiński. Dzięki sporadycznym zakupom i licznym darom malarza uwieńczonych testamentowym zapisem – muzeum stało się po tragicznej śmierci darczyńcy właścicielem tysięcy jego prac. Rysunki, grafiki, fotografia artystyczna, reliefy, rzeźby, obrazy i fotomontaże komputerowe – dokumentują wszystkie okresy twórczości artysty. Muzeum posiada także szereg nagrań, filmów, zapisków i dokumentów związanych z jego życiem i twórczością. Wiele z nich, łącznie z wyposażeniem warszawskiej pracowni malarza, trafiło na stałą wystawę w odbudowanym skrzydle.