1961 में स्थापित, महाराजा फतेह सिंह संग्रहालय लक्ष्मी विलास पैलेस के मैदान में स्थित है। यह 1875 में महाराजा सयाजीराव गायकवाड़ III के लिए निर्मित मोतीबाग स्कूल के अंदर बनाया गया है। वास्तुकला की इंडो-सारासेनिक शैली में निर्मित, संग्रहालय में गायकवाड़ शाही परिवार के निजी सामान का संग्रह है। इसमें शाही चित्रों और कला के खजाने भी हैं। शाही परिवार के चित्रों सहित प्रसिद्ध कलाकार राजा रवि वर्मा द्वारा चित्रों के संग्रह के अलावा, संग्रहालय में राफेल, रेम्ब्रांट, मुरिलो और टिटियन के काम भी प्रदर्शित किए गए हैं। एक पूरी तरह से संचालित टॉय ट्रेन, जिसे प्रिंस रंजीतसिंह गायकवाड़ ने अपने पांचवें जन्मदिन पर प्राप्त किया था, उसे संग्रहालय में बहुत गर्व के साथ रखा गया है। गैलरी की एक और दिलचस्प प्रदर्शनी है, महाराजा रणजीतसिंह गायकवाड़ के संग्रह से जीवंत हेडगेयर को संग्रहालय में प्रदर्शित किया गया है। इसके अलावा, आप यूरोप, जापान और चीन जैसे देशों से विशेष संगमरमर संग्रह देख सकते हैं। इतालवी कलाकार फेलिसी को संग्रहालय द्वारा विशेष रूप से सम्मानित किया गया है। यहाँ आप फेलिसी के कार्यों को न केवल दीवारों पर बल्कि सयाजी गार्डन या कामतीबाग के सुव्यवस्थित परिदृश्य को देख सकते हैं।