Орловский краеведческий музей является одним из старейших музеев в Орле и области. Его открытие состоялось 7 декабря 1897 года, когда Орловская архивная учёная комиссия, созданная в 1884 году, организовала церемонию открытия Орловского губернского музея. В книге отзывов музея сохранилась запись об этом событии, свидетельствующая, что музей был открыт начальником губернии А. Н. Трубниковым. Музей разместился в здании губернского правления на углу улицы Садовой (ныне ул. М. Горького) и Свербеевского переулка. Посетители могли оставить свои отзывы в специально изготовленной в Москве книге, которая до сих пор является ценным экспонатом.

Музей включал двенадцать отделов, таких как географический, археологический, естествознания, этнографический и другие. Впоследствии добавились военно-исторические коллекции. Музей также собирал материалы, связанные с известными писателями и поэтами Орловского края, такими как И. С. Тургенев и И. А. Бунин.

Во время Первой мировой войны музей использовался как эвакуационный пункт, но продолжал проводить выставки, в том числе посвящённые войне. После революции 1917 года музей стал пополняться новыми экспонатами из национализированных коллекций. В 1919 году он был вновь открыт как Историко-художественный музей.

В годы Великой Отечественной войны часть коллекций была эвакуирована, но музей продолжал работать даже в оккупации. После войны музей возобновил свою деятельность, создавая новые экспозиции, в том числе о Великой Отечественной войне. В послевоенные годы музей расширялся и обновлялся.

Сегодня музей имеет два филиала: Дом-музей В. А. Русанова и Военно-исторический музей. Он издаёт сборник «Краеведческие записки» и участвует в акции «Ночь в музее». В фондах музея хранится более 170 тысяч уникальных предметов. В 2017 году музей отметил своё 120-летие.