El Museo Nacional Colegio de San Gregorio, antiguo Museo Nacional de Escultura hasta julio de 2008, se encuentra en el edificio del antiguo Colegio de San Gregorio, fundado a finales del siglo XV. Acoge una importantísima colección de escultura policromada que abarca desde la baja Edad Media hasta el siglo XIX, con obras de artistas de la talla de Alonso de Berruguete, Juan de Juni o Gregorio Fernández. Desde 1990 se está sometiendo a un plan de renovación integral en tres fases: restauración del Palacio de Villena, concluida en 1998 y actual sede temporal; remodelación del Colegio de San Gregorio, cuya apertura está prevista para 2009 como sede principal; y restauración de la Casa del Sol e Iglesia de San Benito el Viejo. El Museo custodia y conserva gran parte de la escultura procesional de Valladolid. Como curiosidad, desde 1922 el museo presta varios conjuntos escultóricos a las cofradías de la Semana Santa vallisoletana.