Zamek przetrwał nienaruszony wraz z wyposażeniem wnętrz z czasów Chrystiana IV, nadawał się więc doskonale na muzeum, które otwarto w 1838 r.

Muzeum Zamek Rosenborg jest jednym z najbardziej znanych muzeów duńskich i zajmuje się dokumentowaniem historii dynastii Oldenburgów od XVI do XIX w. Na trzech kondygnacjach budynku znajdują się komnaty królewskie z kompletnym wyposażeniem pochodzącym w większości z XVII i XVIII w. Są pośród nich ciekawe meble, portrety królów i królowych, gobeliny, rozliczne precjoza i inne pamiątki po duńskich monarchach. Jednym z najciekawszych pomieszczeń jest Długa Sala, zwana także Salą Rycerską, gdzie znajdują się trony króla (z 1665 r. z ciosów narwala)Claus Hagen Petersen: Politikens bog om København, Politikens Forlag A/S 2004, s. 71., królowej (z 1731 r.) i tron Chrystiana VI z 1740 r. Na zamku przechowywany jest również niezwykle cenny XVIII-wieczny serwis porcelanowy królów Danii Flora Danica, ozdobiony malowanymi z niezwykłą precyzją motywami przedstawiającymi duńską florę.