Самойловский краеведческий музей был основан в 1968 году как общественный. В качестве районного краеведческого музея он открыл свои двери для первых посетителей 9 мая 1990 года. С июля 1991 года музей стал филиалом Саратовского областного музея краеведения и разместился на втором этаже современного здания площадью более 450 кв.м.

В фондах музея хранится около 9 тысяч экспонатов. Основу коллекции составляют предметы, собранные краеведами из местной средней школы. Посетители неизменно проявляют интерес к этнографической коллекции, включающей предметы конца XIX и начала XX века, которые отражают особенности местного украинского этноса: ткацкий станок, рушники, одежду, гончарные изделия, крупорушку и другие предметы быта.

В музее также представлены украинские рушники и одежда, которые дают представление о жизни первых поселенцев Самойловки. Собран материал о современном ансамбле бандуристок «Чаривницы», включая бандуру, костюм участницы, фотографии и воспоминания.

В трех экспозиционных залах музея представлены постоянные выставки: «Быт крестьян конца XIX и начала ХХ века», «Плывет уточка, да не по речке» о технологии изготовления ткани на Руси, «Остановись, мгновенье» с фотографиями Самойловки начала ХХ века и «Юность, опаленная войной», посвященная 60-летию Победы в Великой Отечественной войне. На выставке «Прекрасных рук прекрасное творенье» можно увидеть предметы декоративно-прикладного искусства, а выставка «Уголки природы чудной» знакомит с природой края. Здесь представлены диорама «Бобры в пойме реки Терсы», чучела благородного оленя, горностая, дрофы, орлана-белохвоста и энтомологическая коллекция.

Музей приглашает всех желающих стать членами различных клубов: патриотического «За землю русскую» и экологического «За гармонию в природе», работающего по программе «Посидим по-хорошему», для жителей Самойловки разных возрастов, интересующихся историей и природой родного края.