В 1913 году Ковровская земская управа предложила земскому уездному собранию создать музей родиноведения. Однако эта идея не была реализована, и вскоре началась Первая мировая война. В 1919 году ковровская общественность вновь задумалась о создании музея. В разгар гражданской войны врач А. В. Дидрихс основал первый общественный музей с медико-просветительской направленностью.

В 1920-е годы в Коврове было создано отделение Владимирского научного общества, изучавшего местный край. К 1927 году в его составе было 42 человека, которые инициировали создание музея. В том же году Ковровский уездный съезд Советов принял решение о его создании. «Историко-революционный музей» разместили в Ильинской часовне, и его основой стал отдел, посвященный героям революции и достижениям социалистического строительства.

В сентябре 1935 года Горсовет выделил музею участок вокруг часовни площадью 800 м² для агро-ботанического сада. Осенью был составлен план и произведена разбивка участка, а весной сад наполнился растениями. В этом ботаническом саду, первом во Владимирской области, росло более 80 видов растений, как местных, так и привезенных издалека.

В марте 1942 года музей сгорел, хотя его деятельность была приостановлена еще с началом Великой Отечественной войны. Екатерина Емельяновна Никитина, директор Ковровского краеведческого музея с 1945 по 1957 год, фактически создала новый музей. Она ликвидировала безграмотность в Ковровском уезде, курировала музеи Ивановской промышленной области и восстановила Ковровский музей, вернув ему здание Церкви Иоанна Воина и частично утраченные экспонаты.

В сентябре 1960 года директором музея стала Карина Георгиевна Якушина. В 1963 году власти решили закрыть музей, передав здание торговой организации, а часть экспонатов, во Владимиро-Суздальский музей-заповедник. Однако после вмешательства Областного комитета КПСС музей был восстановлен и получил здание по ул. Правды, 51. Новая экспозиция открылась 1 сентября 1964 года.

С 29 мая 1974 года по 3 февраля 1989 года музей назывался Ковровским филиалом Владимиро-Суздальского музея-заповедника. В этот период значительно выросли его посещаемость и доходы. В 1975 году музей переехал в здание бывшего Горкома партии, где находится до сих пор. С 3 февраля 1989 года все филиалы Владимиро-Суздальского музея-заповедника, включая Ковровский, получили статус самостоятельных городских и районных музеев. С этого времени музей в Коврове стал называться историко-революционным, а с 1993 года, муниципальным учреждением культуры «Ковровский историко-мемориальный музей».