La colección de arte románico, una de las más importantes del mundo, se compone de objetos muy característicos tanto del mobiliario litúrgico primitivo como del arte catalán del período. Sobresalen especialmente los frontales de altar del siglo XII de Sant Martí de Puigbò, Sant Andreu de Sagàs, Santa Maria del Coll, Santa Margarida de Vila-seca y Sant Vicenç d'Espinelves, que permiten seguir perfectamente la evolución estilística e iconográfica de la pintura catalana de esta época. Hay que destacar igualmente los conjuntos de pintura mural de los ábsides de Sant Martí del Brull y Sant Sadurní d'Osormort, presentados en el interior de unos espacios que reproducen la arquitectura de los ábsides originales, así como el baldaquín de Ribes, considerado una de las obras maestras de la pintura románica catalana. La escultura románica en madera también está aquí muy bien representada, tanto desde el punto de vista estilístico como iconográfico, e incluye una amplia serie de tallas de la Virgen con el Niño y también de algunos de los ejemplos más señalados del Cristo en majestad del siglo XII. Cabe destacar el grupo escultórico del descendimiento románico de Santa Eulàlia de Erill la Vall, único en Europa y considerado la obra maestra de la imaginería catalana del siglo XII.