Placówkę muzealną w Nowej Soli zorganizowano siłami społecznymi, a wśród ludzi zaangażowanych w organizację muzeum główną rolę odgrywał jej późniejszy kierownik – Aleksander Fudalej oraz jego małżonka, Antonina. Od lutego 1946 roku organizowano równolegle muzeum i bibliotekę miejską. Działacze społeczni pomagający w pracach zrzeszyli się jesienią tego roku w Towarzystwie Przyjaciół Muzeum, które w roku 1958 otrzymało osobowość prawną. Aż do jego rozwiązania w roku 1992 prezesem TPM był Józef Pukajło – dziennikarz i prawnik, zaangażowany zawsze w niezliczone miejskie akcje społeczne.

Zbiory dla nowosolskiego muzeum gromadzono z dużym zapałem i ze wszystkich dostępnych źródeł: z dawnych muzeów w Nowej Soli, Bytomiu Odrzańskim, Kożuchowie, penetracji terenu powiatów kożuchowskiego, głogowskiego, żarskiego, żagańskiego i lubskiego, przekazów z Urzędu Likwidacyjnego, a także bardzo licznych wówczas darów od osób prywatnych i przekazów różnych instytucji.

Muzeum w Nowej Soli pierwszą po wojnie wystawę udostępniło zwiedzającym 3 maja 1947 roku, w poprzedniej jeszcze siedzibie, przy ówczesnej ulicy Rooswelta ( obecnie W. Witosa ). W październiku 1948 roku muzeum otrzymało po remoncie adaptacyjnym budynek na rogu ulicy Świerczewskiego i Hanki Rawickiej (dziś Muzealnej i Gimnazjalnej), pozostający jego sie  dzibą do chwili obecnej.

W latach 1946-1949 placówka funkcjonowała w oparciu o siły społeczne, ciesząc się żywym, życzliwym poparciem miejscowego społeczeństwa. Fundusze niezbędne do prowadzenia działalności pochodziły z dochodów z organizowanych zabaw, przedstawień teatralnych, loterii, organizowanych przez Towarzystwo Przyjaciół Muzeum.

Formalne upaństwowienie muzeum nastąpiło w grudniu 1949 roku, kiedy to na mocy uchwały Rady Państwa Ministerstwo Kultury i Sztuki przejęło istniejące placówki muzealne „pod swój zarząd i użytkowanie, wraz z całą posesją”, a muzeum nowosolskie porządkowano administracyjnie władzom powiatu. Formalnie stwierdziła to Prezydium Powiatowej Rady Narodowej (w Kożuchowie z siedzibą w Nowej Soli) z dnia 15 grudnia 1949 roku. Charakter placówki powiatowej utrzymał się do 1975 roku, kiedy w wyniku kolejnej reformy administracyjnej zlikwidowano powiaty, a muzeum znalazło się w strukturze miejskich placówek kultury

Merytoryczną opiekę nad muzeum nowosolskim od roku 1946 sprawowało wrocławskie Muzeum Śląskie (dzisiejsze Muzeum Narodowe), choć formalnie sprawa ta uregulowana została dopiero w styczniu 1951 r., kiedy to mianowano je muzeum okręgowym dla muzeów państwowych województw wrocławskiego i opolskiego.

W związku ze zmianą podziału administracyjnego kraju ( w czerwcu 1950 r. utworzone zostało województwo zielonogórskie, a od 11 kwietnia 1953 r. Nowa Sól uzyskała status miasta powiatowego), od roku 1952 muzeum przekazano pod nadzór merytoryczny Muzeum Narodowemu w Poznaniu, jako właściwemu terytorialnie muzeum okręgowemu.

1 stycznia 1958 roku uchwałą Rady Ministrów w sprawie dalszego rozszerzania kompetencji rad narodowych utworzony został zielonogórski okręg muzealny, obejmujący muzea w Gorzowie Wielkopolskim, Międzyrzeczu, Nowej Soli i Zielonej Górze. Nadzór merytoryczny nad placówką nowosolską objęło Muzeum Ziemi Lubuskiej w Zielonej Górze i sprawowało go nieprzerwanie jako muzeum okręgowe do 1990 roku.

W 1990 roku w wyniku zmian ustroju państwa, przestały działać poprzednie struktury organizacji muzealnictwa. Brzemienna w skutkach okazała się ustawa z grudnia 1990 roku znosząca Fundusz Rozwoju Kultury, za pośrednictwem którego finansowane były dotąd muzea. Ustawa ta podzieliła muzea na podległe administracji rządowej, które finansowane były nadal z budżetu państwa za pośrednictwem urzędów wojewódzkich i muzea, które przekazano do prowadzenia i finansowania lokalnym samorządom, w przypadku Nowej Soli – budżetowi miasta.

Bardzo szybko pojawiły się głosy o konieczności redukcji wydatków na utrzymanie miejskich placówek kulturalnych, a najlepiej ich całkowitej likwidacji. Fakt, że w ciągu lat 90.XX wieku, nie doszło do likwidacji Muzeum Miejskiego uznać można za niewątpliwy sukces. I choć jeszcze w 1998 forsowano pomysł przeznaczenia siedziby muzeum na magazyny Urzędu Stanu Cywilnego, dzięki życzliwemu wsparciu wielu osób od pomysłu odstąpiono.

Na stałych ekspozycjach odwiedzający mogą obejrzeć:

- Militaria – ukazuje ewolucję uzbrojenia i umundurowania od czasów średniowiecza do końca XX wieku.
- Wnętrza mieszczańskie.
- Przyrodę doliny Odry.
- Nowa Sól – powstanie miasta.