Le prime opere di restauro e catalogazione delle antichità contenute nel Santuario di Corbetta venne condotta a metà dell'Ottocento dall'allora rettore Carlo Chierichetti, storiografo locale.

Il museo fu concepito come un percorso di pellegrinaggio che illustrasse la storia della religione a Corbetta e del suo santuario, della religione a Corbetta e del suo santuario, dalla data dell'apparizione miracolosa del 1555. Gli oggetti furono dapprima esposti negli ambienti antichi della rettorìa e solo a partire dagli anni '30 vennero posti nelle stanze superiori del chiostro annesso al santuario per renderli accessibili al pubblico. 

Gli ambienti del museo vennero visitati nel 1955 da Giovanni Battista Montini, allora Arcivescovo di Milano e poi Papa Paolo VI.

Il museo ha oggi riaperto i battenti dopo i restauri in occasione del IV centenario della canonizzazione di San Carlo Borromeo ed è costituito da pitture di arte sacra e da oggetti preziosi donati come ex voto, raccolti nella cappella delle Benedizioni, nel secondo cortile interno al chiostro e negli appartamenti superiori.

Vi si conservano inoltre una serie di arredi della chiesa, tra cui diverse pale d'altare in oro e pietre preziose, o intessute in seta, realizzate per l'altare maggiore della chiesa inferiore di San Nicolao o per le cappelle devozionali, e vasellame liturgico in oro ed argento. Preziosi sono anche i dipinti di rilievo dei migliori pennelli dell'Italia antica tra cui citiamo Giulio Cesare Procaccini, Giovanni Stefano Danedi detto il Montalto e Luigi Pellegrini Scaramuccia detto il Perugino.

Il Museo del Santuario Arcivescovile della Beata Vergine dei Miracoli di Corbetta, in collaborazione con la Confraternita, organizza su richiesta e periodicamente, delle visite al santuario ed al museo ad esso annesso, mettendo a disposizione le proprie guide qualificate per illustrare lo scrigno di storia e religione che esso racchiude. Il museo è completamente rinnovato in occasione dell'anniversario della Canonizzazione di San Carlo Borromeo, rispetto alla veste con cui era noto precedentemente ed accoglie ora i sacri reperti in un'area più ampia e con un percorso accuratamente studiato per essere più fruibile ai visitatori.