Den delen av museet som tar for seg middelalderen, er bygd opp på området der Hamarkaupangen lå, med ruinene av domkirken og bispeborgen fra 1100- og 1200-tallet. Det fremste middelalderminnet er domkirkeruinen som er sikret gjennom et vernebygg i glass, tegnet av Lund & Slaatto Arkitekter, ferdig 1998.
Storhamarlåven, som på 1700-tallet ble bygd over ruinene av bispeborgen, inneholder i dag et moderne og særpreget museum, ombygget og utformet av arkitekt Sverre Fehn, åpnet 1974. Her finner man museets faste utstillinger. Utstillingene omfatter også deler av Åkerfunnet. Dette funnet fra Åker gård ved Hamar dekker perioden 500 –1050 e.Kr. Museet har i tillegg en urtehage med ca. 350 urter. Kirsten Flagstad-museet i Hamar er underlagt Hedmarksmuseet.
Historikk
En forberedende komité ble nedsatt 1902 og en museumsforening stiftet 1906. Museet ble lenge kalt Oplandenes Folkemuseum. I 1916 flyttet det med sine gamle bygninger til Domkirkeodden. Administrasjonen av domkirkeruinene og museet ble slått sammen i 1939, da museet fikk sitt nåværende navn.