Dalla sacrestia si accede direttamente ai locali del Museo della basilica che presenta 4 sale espositive. La prima è dedicata al santo martire Sebastiano e custodisce gli oggetti che adornano la statua che il 20 gennaio viene portata in processione. Oltre alle frecce, che sono gli strumenti con le quali avvenne il primo martirio di Sebastiano, la sala custodisce anche la corona della gloria d’argento, la croce pettorale e i bracci reliquiari. Inoltre sono esposti gli ex voto che gli acesi hanno donato al loro Santo protettore.
Le altre sale sono dedicate al “Cristo Celebrato”, con suppellettili legate alla celebrazione eucaristica, al “Cristo Adorato”, con ostensori in argento e oro, i “Paramenti sacri”, con tessuti in seta e ricami in oro e argento.