Das Museum kann als Erbe der Traditionen des Humanismus betrachtet werden, die Ende des 19. Jahrhunderts mit dem ersten sakhalinischen Museum, das 1896 in der Alexandrowsk-Post eröffnet wurde, begründet wurden. Dank der Bemühungen einer kleinen Gruppe von Intellektuellen und der Verwaltung der sakhalinischen Strafkolonie wurden vielfältige Sammlungen zusammengetragen: ethnografische, archäologische, geologische, botanische, zoologische und andere. Mit der Tätigkeit des ersten sakhalinischen Museums sind die Namen bekannter russischer Ethnografen wie L. J. Sternberg und B. O. Pilsudski verbunden, die in diesen Jahren Verbannte und Strafgefangene waren, sowie anderer Persönlichkeiten, die zur Erforschung der Natur und der Bevölkerung der Insel beigetragen haben.

Die Geschichte des Museums war kompliziert und spiegelte in vielerlei Hinsicht die politischen Ereignisse auf Sachalin im 20. Jahrhundert wider. Während der japanischen Besatzung gingen viele Sammlungen verloren, und an das erste sakhalinische Museum erinnern nur Fotografien in Archiven.

Nach der Teilung Sachalins im Jahr 1905 zwischen Russland und Japan wurde die Museumsarbeit in beiden Teilen der Insel wieder aufgenommen. 1932 wurde im sowjetischen Nord-Sachalin, in der Stadt Alexandrowsk-Sachalin, das regionale Museum zum 15. Jahrestag der Oktoberrevolution erneut eröffnet. Auch im südlichen Sachalin, in der japanischen Gouvernanz Karafuto, wurde ein Museum gegründet.

1947 wurde die Sakhalin-Region gegründet, was einen neuen Abschnitt in der Entwicklung des Sakhalin Regional Heimatmuseums einleitete. 1953, nach der Schließung des städtischen Museums von Alexandrowsk, wurden alle seine Sammlungen an das Sakhalin Regional Heimatmuseum übergeben, das zum Hüter aller früheren sakhalinischen Sammlungen wurde.

In den 1980er Jahren begann sich ein Netzwerk von Filialen des Museums in den Bezirken der Region zu bilden. Bis zum Jahr 2000 gab es sieben Filialen in den Bezirkszentren. Im Jahr 2001 wurden diese Filialen zu kommunalen Museen.

Im Jahr 2020 zählte das Museum mehr als 200.000 Exponate zu verschiedenen Themen.