Oddziały muzeum znajdują się w zabytkowych obiektach: Stary Ratusz, Arsenał Miejski, Pałac Królewski (gmach główny i skrzydło południowe), Stary Cmentarz Żydowski. Poza Cmentarzem Żydowskim, wszystkie placówki znajdują się w ścisłym centrum Wrocławia i są jednocześnie obiektami zabytkowymi, posiadającymi wartość kulturową i historyczną.

W kwietniu 2019 roku otworzono nowy oddział w Pałacu Królów Pruskich przy ul. Kazimierza Wielkiego 35. Główną część ekspozycji stanowi "1000 lat Wrocławia" - wystawa prezentująca dzieje Wrocławia od średniowiecza po współczesność. Zgromadzono ponad 3000 eksponatów, głównie ze zbiorów własnych muzeum i prywatnych zasobów kolekcjonerów, a także muzeów regionalnych całej Polski.


Muzeum prowadzi bogatą działalność edukacyjną i naukową oraz jest organizatorem licznych wystaw czasowych, spotkań naukowych i imprez kulturalnych. Wrocławskie muzeum bierze udział w cieszących się dużą frekwencją wydarzeniach tj. Noc Muzeów, Dolnośląski Festiwal Nauki czy Festiwal Krasnoludków.


Dział Pedagogiczny Muzeum posada w swoim programie:
- Warsztaty i lekcje muzealne dla dzieci i młodzieży szkolnej,
- Zajęcia i warsztaty dla dzieci i młodzieży indywidualnych,
- Plastyczne warsztaty świąteczne ( bożonarodzeniowe i wielkanocne),
- Warsztaty rodzinne,
- Zajęcia dla półkolonii (ferie i wakacje),
- Oprowadzanie po Starym Cmentarzu Żydowskim (w niedziele),
- Cykl oprowadzeń dla rodziców z dziećmi (0-2 latka),
- Oprowadzania dla seniorów - "Oprowadzanie na deser. Środa dla seniora".

Oddziały Muzeum Miejskiego we Wrocławiu:
Muzeum Sztuki Mieszczańskiej w Starym Ratuszu
Muzeum Militariów w Arsenale Miejskim
Muzeum Archeologiczne w Arsenale Miejskim
Muzeum Historyczne w Pałacu Królewskim
Muzeum Teatru im. Henryka Tomaszewskiego
Muzeum Sztuki Medalierskiej w Pałacu Królewskim
Muzeum Sztuki Cmentarnej- Stary Cmentarz Żydowski (przy ul. Ślężnej)

Wystawy stałe:
1000 lat Wrocławia w Pałacu Królewskim
Galeria Sławnych Wrocławian w Starym Ratuszu
Galeria malarstwa XIX i XX wieku w Pałacu Królewskim
Arcydzieła Wrocławskiego Złotnictwa w Starym Ratuszu
Archeologia Śląska w Arsenale Miejskim
Sala im. Jacka Kijaka (hełmów wojskowych) w Arsenale Miejskim
Wystawa Broni Dawnej w Arsenale Miejskim
Wystawa Broni Białej w Arsenale Miejskim
Mieszkanie Henryka Tomaszewskiego w Muzeum Teatru
Atelier Stefana Arczyńskiego w Muzeum Teatru
Gabinet prof. Janusza Deglera w Muzeum Teatru


Wybrane eksponaty z oddziałów Muzeum:
Obrazy z pracowni Lukasa Cranacha (Pałac Królewski)
Skarb z Bremy (Pałac Królewski)
Tzw. Śląski Graal (Pałac Królewski)
Faksymile Psałterza Wrocławskiego (Pałac Królewski)
Relikwiarze ze skarbca katedralnego (Pałac Królewski)
Kolekcja zabawek Henryka Tomaszewskiego (Muzeum Teatru)
Części „skarbu zakrzowskiego” (Arsenał Miejski)
"skarb bursztynowy z Partynic” (Arsenał Miejski)
Kultowa figurka barana z Jordanowa Śląskiego (Arsenał Miejski)
Liczna kolekcja hełmów wojskowych (Arsenał Miejski)
Diadem z Sichowa (Arsenał Miejski)
Kolekcja wyrobów złotniczych z XVII-XIX w. (Stary Ratusz)