Le musée actuel est installé pour partie dans la chapelle des "Religieuses Noires", construite entre 1751 et 1767. Ce bâtiment, encore élégant dans son habillage de pierres, de briques et de grès, dissimule sous sa haute toiture couverte d'ardoises agrémentée d'un clocheton, une belle et lumineuse élévation.
Cet édifice à été inscrit sur l'inventaire supplémentaire des Monuments Historiques. Son emplacement a été le témoin, du XVème siècle à nos jours, de l'histoire agitée de la cité.
C'est en 1430, venant de St-Omer, que s'établissent les Soeurs Noires, du Tiers Ordre de Saint François, dont la statue ornait la niche au-dessus de l'entrée. Elles assurent les soins aux malades. La première mention connue de l'existence d'une chapelle est de 1551, date de la bénédiction de l'édifice religieux reconstruit après l'anéantissement de 1537.
Un plan de la deuxième moitié du XVIème siècle, et une gouache des albums du Duc de Croy, indiquent que cette chapelle se trouvait sensiblement à l'emplacement de l'église Saint-Paul actuelle, et qu'à la place du musée, s'élevait le couvent et des maisons attenantes descendant le long de la rue Vascongne (actuellement rue Oscar Ricque), jusqu'à la Ternoise coulant alors à ciel ouvert (actuelle rue de la Mairie).
Des fouilles archéologiques, réalisées en 1987, ont confirmé des implantations (mobiliers présentés en vitrine). En 1635, un incendie déclenché par l'insouciance d'un boulanger de la Porte d'Arras, détruisit les lieux de vie et de prière de la communauté. Sur le plan de 1667 (exposé dans le musée), 8 ans après que notre province, l'Artois, soit devenue Française, une église nouvelle apparaît, cette fois à l'emplacement du musée. Son choeur est au Nord, aucun bâtiment ne le sépare de la Ternoise. Le bâtiment, sans transept est moins élevé que celui actuel.
Ce dernier, lieu du musée, est édifié sur les fondations de la chapelle du XVIIIème siècle, entre 1751 et 1767, époque de riches constructions civiles en ville.
Une rénovation extérieure permet d'admirer ses appareillages de pierres et de briques appuyés sur le soubassement parementé en grès et, son porche d'entrée surmonté d'un fronton soutenu par deux pilastres d'ordre dorique. La visite intérieure permet toutefois de voir combien cette chapelle est remarquable par ses dimensions et par l'élévation, pourtant diminuée par l'étage du musée, ainsi que par la clarté de la nef.
La Révolution devait chasser à jamais les Soeurs Noires, et interrompre la destination sacrée de la chapelle.
Depuis, les utilisations furent des plus variées : salle de réunion, magasin à fourrage, grenier à blé, entrepôt des tabacs de 1820 à 1842 (installation dévastatrice responsable des 2 niveaux actuels et du percement des ouvertures au rez-de-chaussée).
Au milieu du XIXème siècle, le docteur DANVIN, érudit local, suggère vainement d'utiliser la tribune de l'ancienne chapelle (section archéologique actuelle) comme musée. On préfère installer une salle de concerts ou de spectacles divers (théâtre, boxe, distributions des prix, etc...), sauf entre 1872 et 1881, période pendant laquelle l'étage est rendu au culte.
L'escalier est construit en 1897/1898. Le rez-de-chaussée est dépôt de pompes à incendie, puis salle de bal, et plus tard devient, de 1972 à 1982, salle de judo, avant d'accueillir le cinéma actuel.
La partie supérieure de la chapelle est aménagée en musée (peintures, céramiques diverses) en 1967. La section archéologique est inaugurée le 13 octobre 1991.