Το Μουσείο της Παλαιάς Μητρόπολης Σερρών ιδρύθηκε με αφορμή την επαναλειτουργία του βυζαντινού ναού των Αγίων Θεοδώρων (Παλαιά Μητρόπολη) ως προσκυνηματικού ναού. Θεωρήθηκε τότε σκόπιμο να εκτεθούν σε κάποιο χώρο και τα βυζαντινά γλυπτά που προέρχονται από το ίδιο το μνημείο. Η έκθεση τελικά αναπτύχθηκε στο βόρειο πρόσκτισμα του μνημείου και στον αύλειο χώρο. Εκτέθηκαν διάφορα γλυπτά που ανήκαν άλλοτε στο γλυπτό διάκοσμο του ναού, καθώς και διάφορα επιτύμβια μνημεία. Στο εποπτικό υλικό παρουσιάζεται συνοπτικά η ιστορία της πόλης, η οχύρωσή της, καθώς και η ιστορία του μνημείου. Στον αύλειο χώρο τακτοποιήθηκαν σε αναβαθμούς και στους τοίχους γλυπτά και επιγραφές διαφόρων εποχών που προέρχονται από την πόλη των Σερρών και την περιοχή της.

Στη βόρεια πλευρά του ναού των Αγίων Θεοδώρων υπάρχουν δύο μεταγενέστερα προσκτίσματα. Το ανατολικό είναι ένα μονόχωρο τρουλαίο ναΰδριο με ταφικό κατά πάσα πιθανότητα προορισμό. Το δυτικό είναι μια επιμήκης καμαροσκέπαστη αίθουσα. Η στέγη και των δύο κτισμάτων είχε καταπέσει προ πολλού. Για τη διαμόρφωσή τους ως μουσειακών χώρων στεγάστηκαν με μονοκλινή ξύλινη στέγη, τοποθετήθηκε δάπεδο από πήλινες πλάκες, έγιναν εργασίες στεγανοποίησης και τοποθετήθηκε νέα ξύλινη θύρα.