El edificio —proyectado por los arquitectos Hilarión Hernández Larguía y Juan Manuel Newton— fue donado a la ciudad por Rosa Tiscornia de Castagnino, en memoria de su hijo Juan Bautista, un coleccionista de arte de principios del siglo XX. Desde entonces, el Castagnino estuvo a la vanguardia de los museos de su tiempo y es una de las instituciones artísticas relevantes en Argentina, tanto por su acervo como por la proyección de sus actividades. Consta de treinta y una salas de exhibición, auditorio, biblioteca, tienda, instalaciones de restauración y depósitos de conservación de obras.
Es una institución de la Secretaría de Cultura y Educación de la Municipalidad de Rosario y su acervo, siempre en crecimiento, se ha ido coleccionando desde hace más de cien años: pinturas, esculturas, grabados, piezas de arte europeo y argentino de diversas épocas, instalaciones, fotografías. En la actualidad, más de 4.500 obras conforman la colección Castagnino+macro, considerada la segunda más importante del país.
Las muestras que se realizan periódicamente contemplan, además de toda la colección permanente, obras y retrospectivas de artistas invitados, a consideración de los criterios curatoriales del museo.