Muzeum Okręgowe, z ponad 90-letnią historią i tradycją, od 1946 r. noszące imię Leona Wyczółkowskiego, jest największą instytucją muzealną w Bydgoszczy. W chwili obecnej w sześciu oddziałach udostępniono liczne ekspozycje stałe i czasowe. Dodatkowo, po zakończeniu remontu, funkcje wystawiennicze prowadzone będą w dwóch kolejnych oddziałach Muzeum - budynku głównym przy ul. Gdańskiej 4 oraz Aptece "Pod Łabędziem".
Wystawy artystyczne, wizytówki Muzeum prezentowane są w Galerii Sztuki Nowoczesnej, gdzie umieszczono jedną z najbardziej reprezentatywnych w kraju kolekcji malarstwa polskiego XX i pocz. XXI w. oraz w Domu Leona Wyczółkowskiego przybliżającą ekspozycję prac malarskich, rysunkowych i graficznych oraz zbiory biograficzne tego wybitnego artysty. Na zrewitalizowanej Wyspie Młyńskiej dostępne są wystawy historyczno-artystyczne: w Europejskim Centrum Pieniądza, na terenie dawnej mennicy bydgoskiej, prezentowana jest ekspozycja poświęcona historii Wyspy Młyńskiej, mennicy oraz całemu procesowi wytwarzania monet. W Zbiorach Archeologicznych przedstawiane są najstarsze dzieje bydgoskiego grodu na tle wydarzeń dotyczących państwa polskiego.
W Spichrzach nad Brdą można zwiedzać historyczną interaktywną stałą ekspozycję Od Starego Rynku do Placu Wolności. Spacer ulicami międzywojennej Bydgoszczy oraz wystawy czasowe. W 2011 r. otwarto Exploseum - oddział Muzeum na terenie dawnej fabryki materiałów wybuchowych Dynamit-Aktien Gesellschaft Fabrik Bromberg Exploseum, w którym, przemierzając pofabryczne wnętrza, można zobaczyć, posłuchać i dotknąć wszystkiego, co związane z historią zakładów, przemysłem zbrojeniowym, niewolniczą pracą ludzi. Ikonografia, multimedia, interaktywne rozwiązania posłużyły do stworzenia opowieści o fabryce DAG Bromberg, która do dziś fascynuje miłośników historii i wojskowości. Exploseum to zdobywca Certyfikatu Polskiej Organizacji Turystycznej na „Najlepszy Produkt Turystyczny 2016 roku”.
Muzeum jest częścią Szlaku Wody, Przemysłu i Rzemiosła w Bydgoszczy – TeH2O. Funkcję obiektów tego Szlaku pełnią oddziały - Spichrze nad Brdą, Wyspa Młyńska (jako całość), Exploseum oraz Apteka "Pod Łabędziem". Ponadto punktem kotwicznym ERIH jest Exploseum.
Obok działalności wystawienniczej Muzeum prowadzi szereg działań o charakterze edukacyjnym (lekcje muzealne i warsztaty), kulturalnym, wydawniczym oraz naukowym.