Em 1934, o Dr. Manuel Cayola Zagallo, conservador do Palácio da Ajuda, realizou uma missão de estudo, que terminou no levantamento de uma parte muito substancial da pintura flamenga espalhada pelas igrejas e capelas da Diocese do Funchal. Torna-se então consciência do extraordinário conjunto encontrado e, com o apoio do Bispo do Funchal, D. António Pereira Ribeiro, bem como das entidades do governo de então, Junta Geral do Distrito Autónomo do Funchal, as obras foram a restaurar a Lisboa.

Após importantes trabalhos de conservação e restauro, pelo atelier de Fernando Mardel, foi organizada em 1949 uma exposição, que apresentava pela primeira vez este conjunto, no Museu Nacional de Arte Antiga, por iniciativa do Dr. João Couto seu director, que acompanhara o estudo das peças.
Depois do seu regresso ao Funchal, estiveram expostas numa dependência da Sé Catedral, pouco antes de darem entrada no Museu, que foi inaugurado em 1 de Junho de 1955.

Desde os anos 40, que paralelamente se procedia a levantamentos das colecções de escultura e ourivesaria da Diocese do Funchal, como o trabalho de Luíz Peter Clode, que culminou com a publicação de alguns catálogos verdadeiramente raros no panorama nacional. Em 1949, foi publicado Lampadários – Património Artístico da Ilha da Madeira, e realizadas exposições no Convento de Santa Clara do Funchal de Ourivesaria Sacra, em 1951, e de Esculturas Religiosas, em 1954, numa organização conjunta de Luíz Peter Clode e Padre Pita Ferreira. Assim, para além da vinda massiva de obras de arte flamenga, puderam entrar, com o apoio diocesano, muitas outras obras de arte portuguesa. Estas foram trazidas aquando das exposições já mencionadas, ou por outras razões, como a sua particular importância artística, ou por não se encontrarem ao culto. Este esforço foi continuado ao longo de décadas, com a vinda progressiva de muitas obras para as colecções do Museu em especial no tempo de D. Teodoro de Faria, com o seu apoio e entusiasmo, como defensor do património diocesano.

Para além desta proveniência, no Museu entraram, em número reduzido, algumas peças, por doação de particulares, tendo também sido realizadas, aquisições esporádicas, para reforço de alguns núcleos.
Fundamental trabalho de investigação foi a publicação em 1997, do Catálogo de Arte Flamenga, por Luiza Clode e Fernando António Baptista Pereira.