L’istituzione di un museo presso l’oratorio delle Grazie risale al 1864. In quell’anno furono raccolti presso la sacrestia dell’oratorio della Grazie i più pregevoli dipinti delle chiese cittadine. La concentrazione delle principali opere d’arte presso l’oratorio ha impedito la dispersione, altrimenti probabile, del patrimonio artistico cittadino.
Il museo fu completamente riordinato nel 1959 a cura di Luciano Berti che ne ha pubblicato il primo catalogo.
In anni più recenti i numerosi restauri agli edifici monumentali di San Giovanni e dintorni, curati dalla Soprintendenza di Arezzo, hanno interessato direttamente il museo della Basilica e le opere d’arte in esso custodite. Alcune opere del museo sono state riportate nella loro collocazione originaria: è il caso del trittico di Giovanni del Biondo risistemato dietro l’altar maggiore della chiesa di S. Lorenzo. Per ragioni di conservazione e di sicurezza, viceversa, altri dipinti sono stati ricoverati negli ambienti del museo, primo fra tutti l’Annunciazione del Beato Angelico dal convento di Montecarlo.
Il museo della Basilica, riaperto nel 1990, espone attualmente 14 dipinti. 11 appartengono alla civiltà artistica del Quattrocento fiorentino. La raccolta del museo evidenzia quindi immediatamente un tratto caratteristico della storia artistica del centro valdarnese, lo stretto rapporto con la civiltà figurativa fiorentina.
