Художественно-мемориальный музей К. С. Петрова-Водкина был открыт в 1997 году и уютно разместился на пересечении улиц В. Ленина и М. Горького в Хвалынске. Этот дом, являющийся уникальным архитектурным памятником, был построен хвалынским кузнецом в 1896 году и приобретён художником в 1905 году. Деревянный одноэтажный дом, расположенный на окраине Хвалынска, украшен окнами в стиле модерн и резьбой, характерной для древних времён. Стены дома выполнены из уникальной меловой сосны, которая встречается только в Хвалынске. Рядом с домом находятся берег Волги и грузовой причал, а вокруг растут густые ивы. Дом принадлежал семье художника до 1943 года. На территории дома расположены сараи, летняя кухня, баня и небольшой сад. Хотя сам Петров-Водкин здесь почти не жил, с 1988 года, когда в доме открылся музей, его обстановка воссоздана так, будто художник провёл здесь часть своей жизни. Здесь побывали такие выдающиеся личности, как П. В. Митурич и В. В. Суслов.

В Хвалынске, на своей «милой родине», К. С. Петров-Водкин получил основу, на которой строил свою жизнь и творчество. Он вспоминал, как здесь наблюдал за сменой сезонов, обдумывал людей и животных, устанавливал свои ценности и симпатии. Именно здесь он научился любить землю и её природные явления. Эти дни он называл своими «уютиками», подчеркивая их значимость в своём становлении.

После окончания Московского училища живописи, ваяния и зодчества в 1905 году, на деньги, полученные за майоликовое панно «Богоматерь с младенцем», Петров-Водкин купил для родителей дом в южной части Хвалынска. Дом, построенный в 1896 году, привлёк его внимание своими многочисленными окнами и великолепным видом на Волгу и окрестности. В доме не было глухих стен, а восемь комнат отапливались двумя печами. Декоративная резьба придавала дому своеобразие, делая его уникальным памятником деревянной архитектуры Поволжья.

К. С. Петров-Водкин привёз сюда свою жену из Парижа, а также принимал здесь художников и композиторов, таких как В. Э. Борисов-Мусатов и Д. Д. Шостакович. С 1909 по 1916 годы он каждое лето приезжал в Хвалынск и работал над произведениями, вошедшими в золотой фонд русского искусства.

В спальне матери воспроизведён интерьер тех лет, когда Анна Пантелеевна ожидала приезда сына. В комнате стоят старая швейная машинка и прялка, символизирующие её прошлое. Анна Пантелеевна гордилась сыном, но ревновала к его жене. Петров-Водкин редко виделся с матерью, так как жил за границей или в Петрограде.

Обстановка в комнате матери воссоздана с репродукцией картины её сына. На стенах висят ранние работы Петрова-Водкина, написанные в Хвалынске. Отец художника, сапожник Сергей Петров-Водкин, никогда не жил в этом доме, но его рабочее место воссоздано в музее. О нём рассказывают анекдот о том, как он узнавал свои сапоги по скрипу.

В доме есть длинное узкое помещение, напоминающее кабинет, где висят репродукции, включая «Купание красного коня». Петров-Водкин, которому было 34 года, хотел доказать своё мастерство, создав эту картину. Позднее он возглавил Академию художеств, где принуждал всех рисовать в его стиле.

Жена художника, Мара, редко бывала в доме, но ей посвящён самый светлый зал, который летом служил мастерской, а зимой превращался в сад с экзотическими растениями. В столовой находятся подлинные буфет и стол, за которым Анна Пантелеевна писала письма сыну. На кухне сохранилась русская печь и самовар, участник семейных чаепитий.

К. С. Петров-Водкин не упускал случая провести лето на родине, но в революционные годы и Гражданскую войну не приезжал в Хвалынск. Последний раз он посетил родные места в 1932 году. Мать художника умерла в этом доме в 1941 году. Во время войны здесь жили эвакуированные жена и дочь художника, которые продали дом в 1943 году. После смены многих владельцев дом был приобретён городом в 1990 году для создания музея. После реставрации музей открылся 4 ноября 1995 года, накануне дня рождения художника.