Historia muzeum zaczęła się już w 1913 r., jego istnienie zapoczątkowało Polskie Towarzystwo Krajoznawcze z inicjatywy ks. Jana Wiśniewskiego, podczas gromadzenia zbiorów wybuchła I wojna światowa, dlatego wszystkie zebrane materiały były ukrywane w prywatnych domach. W 1923 r. pierwszy raz oficjalnie otworzono budynek muzeum przy ulicy Żeromskiego 54. Na przestrzeni kolejnych lat muzeum wiele razy zmieniało swoją siedzibę, a także powiększało swoje zbiory. Przeniesienie muzeum do obecnego budynku na rynku w Radomiu zaczęto w 1976 r. i całkowite przeniesienie trwało aż 15 lat.
Muzeum prowadzi zarówno wystawy stałe jak i czasowe. W muzeum możemy oglądać: kolekcję malarstwa, kolekcję rysunku i grafiki, kolekcję rzemiosła artystycznego, Dział Archeologii, Dział Przyrody, Dział Historii i Dział Sztuki Nieprofesjonalnej. Ponadto muzeum ma również dwa dodatkowe oddziały: Muzeum Jana Kochanowskiego w Czarnolesie oraz Muzeum Sztuki Współczesnej w Radomiu.