Le bâtiment, construit pour l’exposition universelle de 1889, abrite aujourd’hui la collection permanente. Le rez-de-chaussée présente le Mont Valérien, site religieux, viticole, militaire et lieu de mémoire, puis raconte l’industrialisation locale liée à l’automobile, l’aéronautique, les parfums ou la biscuiterie. Le premier étage rend hommage au maire visionnaire Henri Sellier (1883-1943) qui fera de sa ville un modèle de développement des années 1920 à 1940, avec la création de la cité-jardin, l’école de plein air des architectes Eugène Beaudouin et Marcel Lods ou le lycée hygiéniste Paul-Langevin. L'extension contemporaine, surmontée d’une toiture terrasse en bois, accueille les expositions temporaires, ateliers et centre de documentation. Ses parois inclinées et monolithiques en béton adoptent le blanc crémeux des enduits des pignons voisins.
