L’ex convento delle Suore Cappuccine, un ampio complesso edilizio di origine cinquecentesca, ampiamente ristrutturato nel corso del Settecento, acquistato dal Comune all'inizio degli anni Settanta, offre sede al Centro Culturale Polivalente. Qui convivono la Biblioteca e l'Archivio comunali e le varie sezioni museali comprendenti raccolte artistiche antiche e moderne, naturalistiche, insieme ad un piccolo nucleo di reperti e materiali lapidei d'interesse archeologico che riunisce elementi architettonici e reperti riferibili a una necropoli romana esplorata dal 1954. La sezione antica raggruppa dipinti e arredi proveniente da chiese e conventi del territorio soppressi in età napoleonica, da alcune dimore nobiliari cittadine, da istituti di pubblica assistenza e beneficenza, da donazioni e da lasciti.Tra i dipinti, collocabili fra Cinquecento e Settecento, per lo più di ambito locale ed emiliano, figurano alcune eccellenti opere di Giovan Battista Ramenghi, detto il Bagnacavallo ('Madonna in trono e Santi', 'Sposalizio mistico di Santa Caterina'), di Andrea Lili ('Compianto di Cristo morto'), Ferraù Fenzoni, Andrea Celesti, Pietro Paltronieri detto il Mirandolese, Tommaso Missiroli, Gaetano Gandolfi. Numerose sale ospitano tele, sculture e opere grafiche del Novecento italiano. Sono presenti, tra gli altri, Virgilio Guidi, Ernesto Treccani, Remo Brindisi, Giuseppe Rambelli. Un apposito spazio è dedicato al bagnacavallese Enzo Morelli, con dipinti, disegni e memorie donati dalla consorte dell'artista. Particolarmente ricco è il Gabinetto delle Stampe e dei Disegni con alcune migliaia di esemplari sia antichi (fogli di Dürer, Della Bella, Hogarth, Piranesi, Rosaspina) che di maestri contemporanei. Al piano terreno la sezione naturalistica, inaugurata nel 1985, espone reperti riguardanti diverse discipline naturalistiche: botanica, zoologia, paleontologia, geologia. Fanno parte della collezione fossili, conchiglie, rettili, anfibi, uccelli, insetti raccolti dai componenti della Società per gli Studi Naturalistici della Romagna. Il gruppo, fondato nel 1986, gestisce anche l'area naturalistica "Oasi Pantaleoni", di proprietà comunale. Strutturata in tre settori: "conservazione", "di scuola" e "ad evoluzione", secondo finalità di ricerca ed osservazione scientifica, didattica e ricreativa, l'oasi presenta anche un giardino officinale.