A lo largo de su historia el Museo se ha ubicado en tres sedes diferentes, todas ellas edificaciones con un uso previo, reconvertidas en Museo: las Escuelas de Berastegui, las Escuelas de San Francisco y la Iglesia del Corazón de María.
Desde 1930 hasta 1955, el Museo se instaló en las antiguas Escuelas de Berastegui. D. Manuel María Smith Ibarra se hizo cargo del acondicionamiento del inmueble y de su decoración, antes de su apertura al público. La decoración de la nueva institución se inspiró en las famosas pinturas de San Isidoro de León.
Las instalaciones se quedaron pequeñas pronto y entre los años 1950 y 1951 se acometieron algunas reformas para ampliar y mejorar el espacio expositivo. Se abrió un nuevo acceso por la calle Colón de Larreategui, se acondicionó un salón como biblioteca y sala de reuniones de la Junta y se dotó a la institución con un nuevo tocador.
Sin embargo, el Museo permanecería poco tiempo más en su ubicación fundacional. En 1955, el Ministerio de Justicia dispuso la eliminación del edificio para la creación, en su lugar, del Juzgado. La premura en el desmantelamiento del edificio fue tal que dio comienzo sin que se hubiera definido una nieva sede para el Museo.
En el mismo año, 1955, el Museo acabó trasladándose a San Francisco. En concreto al edificio de las antiguas Escuelas del barrio, situado en la calle Conde Mirasol. En principio, se trataba de una serie provisional que, a la postre, acabó por hacerse estable hasta 2006.
En esta ocasión, el acondicionamiento fue llevado a cabo por el arquitecto municipal D. Hilario Imaz. Desde su traslado, el Museo se vio afectado por continuos problemas de humedades y goteras, a lo que hay que añadir una reducción del espacio expositivo a menos de la mitad del que ocupaba en Berastegui. Sin embargo, iban a ser las humedades las que obligasen, en 2000, al traslado de la Colección a un almacén provisional y a la búsqueda de una nueva sede.
Finalmente, en 2006, el Museo de Reproducciones de Bilbao reabrió sus puertas en la antigua iglesia del Corazón de María, en la que permanece hasta el día de hoy.
