Қызылорда облыстық тарихи-өлкетану музейі Қазақ ССР Жоғарғы Советі президиумының ұйымдастыру комитетінің 1939 жылдың  7 ақпанындағы қаулысының шешімімен құрылған. Алғашқы жылдары өз жұмысын өлке тарихы мен табиғатын зерттеуден бастаған музей тұрағы  1890-1896 жылы салынған Перовск Қазан – Богородтық шіркеуі орналасқан ғимаратта болды.

1980 жылы облыстық атқару комитетінің шешімі бойынша музейге екі қабатты үй бөлінді де, 1985 жылдың 7 мамырында  өз жұмысын бастады. Музей орналасқан бұл ғимараттың өзі 1953 жылы салынған қаламызды көркейтіп тұрған архитектуралық ескерткіштердің бірі. 

Қызылорда облыстық тарихи-өлкетану музейі Сыр бойының  өткені мен бүгіні жайлы баяндайтын үлкен мәдениет орталығы болып табылады. Музей  жанында «Ақмешіт» музейі және Көркемсурет галереясы  жұмыс  істейді. 

2015 жылы облыстық музейде реконструкция және реэкспозиция жұмыстары жүргізіліп, музей жаңа заманауи кейіпке енді. Соңғы екі жылда мәдениет саласында көп өзгерістер болды. 2014 жылы Сыр елінің жергілікті суретшілері мен қолөнершілерінің шығармашылықпен еркін айналысуына мүмкіндік беретін тұңғыш Көркемсурет галереясы ашылды. Қазақстан Республикасына белгілі қылқалам шеберлерінің туындылары галерея экспозициясынан орын алып отыр. Қуантарлығы, жергілікті қылқалам шеберлері жұмыс жасайтын шығармашылық бөлмелер де галерея ғимаратында қарастырылған.

Реэкспозициялық жұмыстардан кейін облыстық музей заманауи экспозициямен жабдықталып, заман талабына сай, келушілердің сұранысына жауап бере алатын мәдени орталыққа айналды. 

Музей осы күнге дейін адамды мәдени ортаға баулудың құралына айналып, компьютерлік технологияларға, яғни виртуалды әлемге қарсы тұратын кеңістік ретінде танылып келді. Қазіргі таңда музей жаңа қарқынды даму жолына түсті. Музей ісі жаңа компьютерлік технологиялармен бірге дамуда. Мультимедиялық презентациялар, сенсорлы моноблоктар, «Музеолог» бағдарламасы, т.б. осыған дәлел. Мысалы, әр зал LED телевизорлармен жабдықталған. Экспозицияны ашатын видеоматериалдар қосымша құрал ретінде халыққа ұсынылып отыр. Фойелерде орналастырылған сенсорлы моноблоктар музей әлеміне виртуалды енуге, музей қорындағы зергерлік және этнографиялық бұйымдар коллекциясын және т.б. тамашалауға мүмкіндік береді. 

Қазіргі таңда музей қорында 55 416-ға жуық экспонат сақталуда, оның 4502 экспонаты музейдің 11 экспозиция залдарында орналасқан.