Вопрос о создании музея местного края в Солигаличе обсуждался ещё в 1916 году на заседании Солигаличского земства. В 1921 году появилось Солигаличское отделение Костромского научного общества, которое активно занималось сбором предметов из разорённых усадеб, монастырей и церквей. Музей был открыт 4 ноября 1923 года, и первым его заведующим стал Иван Васильевич Шумский.

Музей располагался в двух комнатах на нижнем этаже Дома просвещения и занимал площадь 80 кв. м. На 16 декабря 1923 года в его коллекции было 125 культурно-исторических, 28 естественноисторических и 7 общественно-экономических экспонатов, всего 160 номеров и 372 предмета. С 20 ноября в музей вошёл Музей пчеловодства с примерно 200 экспонатами.

В 1926 году музей был реорганизован в связи с получением нового помещения. Он состоял из двух отделов: «Природы края» и «Человек, экономика и культура края», а общее количество экспонатов достигло 880.

В 1920-е годы в музей поступило множество предметов из закрытых дворянских усадеб, включая уникальные портреты дворян Черевиных из усадьбы Нероново, многие из которых были созданы талантливым провинциальным художником Григорием Островским. Эти портреты сейчас украшают один из залов музея.

В 1927 году музей переехал в здание собора Рождества Богородицы. В 1992 году было решено передать собор Костромской епархии. В 2000 году музею предоставили реконструированное здание в центре города, дом купца А.И. Завьялова. Сегодня в музее действует 12 экспозиций и выставок.