أقيم في الكاتدرائية التي جددت عام 1105 م , و كانت كنيسة مقدسة تهدمت بزلزال سنة 387 م ثم أعيد إنشاؤها في القرن الثاني عشر , و هي تتألف من ثلاثة أجنحة طولها 40 م و عرضها 27 م و لها باب ضخم تزينه قولبات و بابان جانبيان , و قد رممتها إدارة الآثار و حولتها إلى متحف يضم أجزاء من آثار الساحل السوري , إن روعة عمارة الكاتدرائية في الداخل دفعت إلى إشغالها كمتحف أثري , فبعد ترميمها , أصبحت نموذجاً معمارياً هاماً , و قد عرضت الآثار فيها بطريقة جذابة ضمن خزائن مسطحة احتوت قطعاً أثرية اكتشفت في المواقع الساحلية , ففي الجناح الجانبي الأيمن عرضت آثار الأزمنة التاريخية القديمة , و في الجناح الرئيسي عرضت آثار العصور الإسلامية , أم الجناح الجانبي الأيسر فقد خصص للفنون الشعبية الساحلية .
و فيما يتعلق بالعصور القديمة خصصت خزائن لمكتشفات أوغاريت , و أخرى لمكتشفات تل سوكاس , و غيرها لمكتشفات عمريت , منها قناديل و تماثيل صغيرة تعود إلى القرن الرابع ق.م و تماثيل نصفية جميلة اللباس , و تمثال بالطين المشوي و مصنوعات برونزية فيها آلات جراحية تعود إلى العصر الكلاسي الإغريقي – الروماني .
من أبرز محتويات متحف طرطوس :
•توابيت رخامية تعود إلى القرنين 2 – 3 ق.م , متأثرة بالفن المصري و اليوناني .
•مسلة من حجر البازلت الأسود للإله بعل يعود تاريخها إلى القرنين 8 – 9 ق.م .
•جرة مزدوجة الشكل من الفخار .
•مجموعة من التوابيت الفخارية و الرصاصية المزخرفة .
•تابوت ضخم من الرخام الأبيض البلوري يعود إلى القرنين 1 – 2 للرومان .
•لوحة جداريه ( فريسك ) ملونة تمثل تقدمة المسيح إلى الهيكل .
•تماثيل و أجزاء من تماثيل رخامية حجرية أهمها تمثال باخوس إله الخمر .
•مجموعة جرار بحرية مختلفة العهود , و لوحات فسيفساء .
و فيما يتعلق بالعصور القديمة خصصت خزائن لمكتشفات أوغاريت , و أخرى لمكتشفات تل سوكاس , و غيرها لمكتشفات عمريت , منها قناديل و تماثيل صغيرة تعود إلى القرن الرابع ق.م و تماثيل نصفية جميلة اللباس , و تمثال بالطين المشوي و مصنوعات برونزية فيها آلات جراحية تعود إلى العصر الكلاسي الإغريقي – الروماني .
من أبرز محتويات متحف طرطوس :
•توابيت رخامية تعود إلى القرنين 2 – 3 ق.م , متأثرة بالفن المصري و اليوناني .
•مسلة من حجر البازلت الأسود للإله بعل يعود تاريخها إلى القرنين 8 – 9 ق.م .
•جرة مزدوجة الشكل من الفخار .
•مجموعة من التوابيت الفخارية و الرصاصية المزخرفة .
•تابوت ضخم من الرخام الأبيض البلوري يعود إلى القرنين 1 – 2 للرومان .
•لوحة جداريه ( فريسك ) ملونة تمثل تقدمة المسيح إلى الهيكل .
•تماثيل و أجزاء من تماثيل رخامية حجرية أهمها تمثال باخوس إله الخمر .
•مجموعة جرار بحرية مختلفة العهود , و لوحات فسيفساء .