Antikensammlung: Schwerpunkt griechische Keramik. Darüberhinaus griechische und römische Marmorplastiken sowie etruskische und ägyptische Altertümer. Gemäldegalerie: Schwerpunkt Gemälde des 16.-19. Jhs., Skulpturen von Riemenschneider.

Das Martin von Wagner Museum
ist seit 1963 im Südflügel der Fürstbischöflichen Residenz untergebracht. Die 1832 gegründete Sammlung der Universität Würzburg erweiterte sich durch die umfangreiche Kunstsammlung des Malers, Bildhauers und Kunstagenten König Ludwigs I. in Rom, Martin von Wagner (1777-1858), zu einem der größten Universitätsmuseen Europas, das deshalb heute den Namen des Stifters trägt. Es besteht aus einer Antikensammlung, einer Gemäldegalerie, in der auch Skulpturen gezeigt werden, und einer Graphischen Sammlung.
In der Antikensammlung sind Kunstwerke und Altertümer des Mittelmeerraumes aus der Zeit vom 3. Jahrtausend v. Chr. (z. B. aus Troia) bis in die Spätantike zu sehen. Im Zentrum stehen Zeugnisse aus Griechenland, doch auch die etruskische und römische, die ägyptische und vorderasiatische Kultur sind eindrucksvoll vertreten. Ihr internationales Ansehen verdankt die Würzburger Antikensammlung in erster Linie jedoch der umfangreichen und mit vielen Meisterwerken bestückten Sammlung griechischer Vasen.
In der Galerie werden vor allem deutsche, niederländische und italienische Gemälde des 15. bis 19. Jahrhunderts gezeigt, darunter Bilder von Hans Leonhard Schäufelein, Bartholomäus Spranger, Pieter Claesz, Luca Giordano und Giovanni Battista Tiepolo. Unter den Skulpturen ragen Werke Tilman Riemenschneiders und seiner Schule hervor. Die Graphische Sammlung besitzt ca. 11000 Handzeichnungen und 14.000 Blatt Druckgraphik. Zu den wertvollsten Stücken gehören Handzeichnungen Federico Baroccis und der Tiepolo-Familie sowie Kupferstiche und Holzschnitte Albrecht Dürers.