Le musée régional d'Orsk, l'un des plus grands de la région d'Orenbourg, a été fondé à l'initiative du géologue Iossif Leonovitch Roudnitski et a ouvert ses portes le 18 juin 1939. Au moment de son ouverture, sa collection comptait 2800 objets, y compris des échantillons de minéraux métalliques et non métalliques, ainsi que des pierres précieuses et décoratives.

Pendant la Grande Guerre patriotique, le musée a temporairement cessé ses activités, et ses expositions ont été emballées dans des caisses et conservées dans le sous-sol d'une école. Ce n'est qu'en 1947 que le musée a repris la collecte de collections, et en 1950, il a de nouveau ouvert ses portes aux visiteurs dans le bâtiment de l'ancien cinéma sur la rue K. Marx. En 1958, le musée a déménagé dans un nouveau bâtiment au 46, avenue Lénine, ce qui a permis de créer des expositions permanentes consacrées aux périodes pré-soviétique et soviétique.

Le 18 mars 2011, le musée a de nouveau ouvert ses portes après des travaux de rénovation. Dans le cadre du programme municipal « Ville, musée du XXIe siècle », une rénovation complète des systèmes d'ingénierie a été réalisée, de nouveaux équipements ont été achetés pour le personnel et un équipement d'exposition moderne a été installé. Au cours de l'année 2010, l'exposition permanente a été entièrement mise à jour, équipée de technologies de l'information modernes, permettant de mieux présenter le patrimoine culturel de la ville.