Dal 1855 sede storica del Museo civico, Palazzo Chiericati ospita oggi le raccolte comunali di dipinti, sculture e arti applicate dal XIII al XVIII secolo. Capolavoro della prima maturità del Palladio (1550), conserva al suo interno, oltre alle decorazioni d'epoca, importanti documenti della storia artistica vicentina, tra cui la serie di pale provenienti dalla distrutta chiesa di S. Bartolomeo opera di Montagna, Cima da Conegliano, Buonconsiglio, Fogolino, Speranza e i lunettoni raffiguranti i Rettori di Vicenza, già in Palazzo Pretorio, di mano di Jacopo Bassano, Maffei, Carpioni.
Dalle collezioni private donate nel corso del XIX secolo provengono capolavori di Memling,  Tintoretto,  Veronese, Van Dyck, Giordano, Gian Battista. Tiepolo.
Notevoli il Gabinetto di Numismatica (circa 25.000 pezzi tra monete e medaglie) e il Gabinetto dei Disegni e Stampe, che conserva 33 disegni autografi di Andrea Palladio.