Музей расположен в Старой Руссе на Монастырской площади, ранее носившей имя Тимура Фрунзе, в зданиях бывшего Спасо-Преображенского монастыря XII века. С 1966 года он является частью Новгородского государственного объединённого музея-заповедника.

Первый краеведческий музей в Старой Руссе был открыт 19 сентября 1920 года благодаря инициативе художника В.С. Сварога, историка и краеведа М.И. Полянского и учительницы М.В. Васильевой, которая стала его первым директором. Музей занимал несколько комнат на верхнем этаже здания бывшей земской управы, расположенного на пересечении улиц Петроградской (ныне улица Карла Либкнехта) и Липового бульвара (ныне Советская набережная). Экспозиция включала три отдела: художественный, естественно-исторический и археологический. Основу коллекции составили предметы из национализированных усадеб местных помещиков, таких как князь Васильчиков, граф Беннигсен и граф Зуров. Картинная галерея была открыта 23 апреля 1922 года в здании Народного дома, ныне находящемся на Крестецкой улице.

В 1930-е годы краеведческий музей и картинная галерея разместились в Воскресенском соборе. Во время Великой Отечественной войны немецкие войска использовали собор как конюшню, и он сильно пострадал. 18 февраля 1964 года, благодаря общественной инициативе, музей вновь открылся в здании Никольской церкви, а его первым директором стала Людмила Васильевна Красовская. В 1966 году музей стал частью Новгородского историко-архитектурного музея-заповедника, а в 1974 году переехал в помещения Спасо-Преображенского монастыря.

Посетителям доступны постоянные экспозиции: "Литература и театр в истории культуры Старой Руссы", открытая в январе 1978 года в бывшей церкви Рождества, "Находки археологов в городе Старая Русса", действующая с июня 1976 года и представляющая материалы раскопок под руководством А.Ф. Медведева, В.Г. Мироновой и Е.В. Тороповой, а также "История Спасо-Преображенского монастыря" и картинная галерея.