Музей начал свою работу 1 апреля 1932 года. В период с 1937 по 1987 годы он находился в специально оборудованном здании в парке имени Куйбышева. Во время Великой Отечественной войны музей временно не функционировал. С 1954 по 1957 год он имел статус областного, в этот период его коллекции пополнились уникальными экспонатами, увеличилось число сотрудников, а выставки стали более зрелищными. В 1960-1970-е годы активно велась просветительская деятельность, организовывались выставки наряду с собирательской и исследовательской работой. В 1971 году музей был удостоен Грамоты Советского комитета ветеранов войны. В 1978 году получил разрешение от Института археологии АН СССР на разведку и археологические раскопки. В начале 1980-х годов здание музея пришло в негодность, и было решено построить новое. В это время сотрудники читали лекции на предприятиях, агитплощадках и в пионерских лагерях.

Новая экспозиция открылась 19 ноября 1990 года. В 1991 году в честь этого события прошла краеведческая конференция, которая стала ежегодной. В 1993 году впервые был выпущен краеведческий номер газеты “Город”. Сотрудники участвовали в создании книги о Балашове “Светлый город на чистой реке”. В 2002 году музей был награжден грамотой Министерства культуры Саратовской области. С 2003 года начали издаваться сборники материалов краеведческих конференций. В мае 2005 года музей был занесен на Городскую Доску Почета, а в 2006 году получил Благодарность Министерства культуры Саратовской области. В настоящее время музей активно занимается популяризацией краеведческих знаний, экспозиционной и проектной деятельностью, привлекая новых посетителей. Сотрудники участвуют в профессиональных конкурсах на лучшего музейного работника области.

Археологическая коллекция является важной частью музейного фонда. Среди наиболее интересных экспонатов, находки с мезолитических и неолитических стоянок в районе сёл Шапкино и Инясево, курганов эпохи бронзы у села Тростянка, раннего железного века у села Ключи и протославянского могильника у сёл Инясево и Рассказань III.

Документальная коллекция включает доклады и отчеты Балашовской уездной земской управы, журналы уездных земских собраний второй половины XIX и начала XX века, отражающие деятельность местного земства. Среди уникальных документов, дневник ключника Ирининской экономии наследников В.Л. Нарышкина за 1912 год. Также представлены документы периода революции и гражданской войны, материалы о жизни и деятельности земляков, героев Великой Отечественной войны, известных деятелей российской науки и культуры.

Фонд музея содержит значительную коллекцию фотографий конца XIX и начала XXI века. Интересны работы местных фотографов С. Аронса, М. Иванова, А. Фролова, Ф. Паляева и Н. Донкова, запечатлевших жителей уездного города Балашова разных сословий конца XIX и начала XX века. Коллекция земского фотографа Н.С. Костикова 1906 и 1911 годов включает фотографии сельскохозяйственных выставок и опытного поля имения Нарышкиных. Музей располагает подлинными фотографиями известных земляков, сюжетными снимками, отражающими традиции и обряды местных жителей, историю предприятий и учреждений, природу Прихоперья и Балашовского района.

В коллекции музея есть редкие краеведческие издания, такие как книга А. Леопольдова «Статистическое описание Саратовской губернии» и книга А. Никольского «Хозяйственное описание Балашовского уезда Саратовской губернии».

Этнографическая коллекция включает русскую и украинскую одежду, женскую и мужскую, праздничную и повседневную, обрядовую народную и городскую, а также образцы домотканых тканей конца XIX и начала XX века. В фондах хранится большая коллекция синтетических шелковых и капроновых тканей, выпускавшихся на местном Комбинате плащевых тканей им. 50-летия СССР, ныне АО «Балтекс», в 1968-2002 годах.

Также в фондах имеются изделия из фарфора и фаянса второй половины XIX и начала XX века, изготовленные на фабриках М.С. и И.Е. Кузнецовых, Гарднера, Храпунова-Нового. Местное гончарное производство представлено кувшинами, кринками и мисками первой половины XX века.

Коллекция декоративно-прикладного искусства включает изделия из художественного металла второй половины XIX и начала XX века.

Коллекция самоваров насчитывает около 60 предметов, среди которых есть жаровые и электрические образцы российского и советского производства второй половины XIX и начала XX века.

Среди технических экспонатов музея, ручной типографский пресс XIX века, граммофоны начала XX века, патефоны, радиодинамики, радиоприемники 1940-1970-х годов, различные фотоаппараты XX века, а также продукция местных промышленных предприятий, включая слюдокомбинат и завод автотракторных прицепов 1960-1990-х годов.