Pierwszą próbę założenia muzeum w Koszalinie podjęło niemieckie Towarzystwo Naukowe już w 1879 r. Próba nie powiodła się i zabytki, głównie archeologiczne, przekazano w 1908 r. do muzeum w Szczecinie. Ponowne starania poczyniono w 1910 r., kiedy powstało Towarzystwo Krajoznawcze i Ochrony Kraju, w statucie którego znalazły się zapisy o utworzeniu muzeum. Pierwszą wystawę towarzystwo zorganizowało w 1912 r. w ratuszu staromiejskim i tę datę uważa się za początek działalności muzeum w Koszalinie.

Fragment wystawy Heimatmuseum, lata 30. XX w.

W 1914 r. przydzielono muzeum (Heimatmuseum) pomieszczenia w Domu Miejskim (obecnie Poliklinika przy ul. Szpitalnej 2). Jednak dopiero w pięć lat później urządzono tam stałą wystawę. W 1929 r. muzeum otrzymało budynek przy ul. Gdańskiej (dzisiaj Marszałka J. Piłsudskiego 53). Prezentowano wówczas wystawy ze zbiorów archeologicznych, przyrodniczych, etnograficznych i zabytki sztuki. Heimatmuseum istniało do marca 1945 roku.

Ekspozycja etnograficzna Heimatmuseum, lata 30. XX w.

Po II wojnie światowej w budynku przy ul. Piłsudskiego (15 czerwca 1947 r.) dokonano otwarcia polskiego muzeum, które przejęło część zbiorów po dawnym Heimatmuseum. Do 1949 r. koszalińska placówka muzealna podlegała zarządowi miejskiemu. Od 1950 do 1958 r., już upaństwowione muzeum, podporządkowano bezpośrednio Ministerstwu Kultury i Sztuki, a pośrednio Muzeum Pomorza Zachodniego w Szczecinie. W latach 1958-1964 opiekę nad muzeum sprawowało Prezydium Wojewódzkiej Rady Narodowej w Koszalinie. W 1965 r. muzeum w Koszalinie zostało przekształcone w Oddział Archeologiczny Muzeum Pomorza Środkowego z siedzibą dyrekcji w Słupsku. Od maja 1969 roku dyrekcja Muzeum Pomorza Środkowego znajdowała się w Koszalinie, a muzeum w Słupsku stało się oddziałem.

Poświęcenie i otwarcie Muzeum Miejskiego w Koszalinie, 1947 r.

Rok 1972 przyniósł kolejne zmiany w koszalińskim muzealnictwie. Powstała autonomiczna placówka pod nazwą Muzeum Archeologiczno-Historyczne w Koszalinie. Na cele wystawowe przekazano zabytkową kamieniczkę przy ul. Bogusława II 15. W następstwie zmian administracyjnych kraju 15 stycznia 1976 r. utworzono w Koszalinie Muzeum Okręgowe, które otrzymało w 1982 r. młyn i kamienicę młynarza przy ul. Młyńskiej 37-39. Jednocześnie zrezygnowało z sal wystaw czasowych znajdujących się w budynku przy ul. Bogusława II. Dwa lata później w odtworzonej na posesji przy ul. Młyńskiej chałupie rybackiej ze wsi Dąbki koło Darłowa umieszczono ekspozycję etnograficzną. W 1986 r. część działów została przeniesiona do nowej siedziby, a po upływie kolejnych pięciu lat otwarto pierwsze sale ekspozycyjne.

Budynek Muzeum Okręgowego przy ul. J. Piłsudskiego, 1975 r.

Od 1 stycznia 1999 r. placówka podlega Urzędowi Miejskiemu w Koszalinie a od 2000 roku nosi nazwę Muzeum w Koszalinie. Dziś muzeum posiada zbiory archeologiczne - głównie zabytki z terenu Pomorza, od neolitu po średniowiecze, historyczne - dokumentujące dzieje Koszalina i okolic od czasów najdawniejszych po współczesność, numizmaty, medale, zbiór ekslibrisów polskich i obcych, meble, wyroby rzemiosła artystycznego, sztuki - malarstwo dawne i współczesne, etnograficzne - zabytki rzemiosła, kultury i sztuki ludowej Pomorza.

Dziewiętnastowieczny zespół młyn-kamienica, dzisiejsza siedziba Muzeum w Koszalinie, 1929 r.

Muzeum w XXI wieku
Pierwsze dziesięciolecie XXI wieku było dla Muzeum w Koszalinie czasem realizowania dużych inwestycji budowlanych oraz wzmożonej działalności wystawienniczej. W roku 2001 rozpoczęto wznoszenie budynku dla administracji, stylizowanego na pomorską chatę szachulcową (został on oddany do użytku w roku następnym). Również w 2001 w zagrodzie przeniesionej ze wsi Dąbki otwarta została wystawa stała ?Wyspa kulturowa. Wieś Jamno pod Koszalinem?. W roku 2002 w sali wystawowej na parterze młyna udostępniono zwiedzającym ekspozycję numizmatów zatytułowaną ?Monety i medale ze zbiorów własnych Muzeum w Koszalinie?. W tej samej sali rok później została zaprezentowana stała wystawa historyczna ?Koszalin od średniowiecza do współczesności?.

Kolejną propozycją dla osób zainteresowanych dziejami regionu stała się wystawa ?Dzieje kuźni pomorskiej?, otwarta w roku 2005 w stodole pochodzącej z 1882 r., przeniesionej na teren muzeum ze wsi Paproty i gruntownie wyremontowanej. W budynku oprócz ekspozycji pomieszczone zostały pracownia i magazyn działu etnografii.

W roku 2006 przeprowadzono remont generalny parteru i I piętra pałacu oraz poddasza młyna. Na parterze powstała pracownia fotograficzna i pomieszczenia działu oświatowego (pracownie i sala dydaktyczna), a także szatnia połączona z kasą i toaleta przystosowana do użytkowania przez osoby niepełnosprawne. Na poddaszu znalazła się siedziba działu sztuki współczesnej: pracownie, sala oświatowa i nowoczesne magazyny z salką ekspozycyjną, która wewnętrznymi schodami połączona jest z salą wystawową piętro niżej. Powstał w ten sposób kompleks ekspozycyjny ?Galeria Sztuki Współczesnej?, służąca ekspozycjom czasowych, a w przyszłości ? prezentowaniu stałej wystawy ?Kolekcji Osieckiej?.

Na I piętrze pałacu całkowicie wymienione zostały stropy, zmieniono też układ pomieszczeń, przystosowując go do potrzeb wystawy sztuki dawnej. Ekspozycja ta ? pod tytułem ?Sztuka dawna i rzemiosło od baroku do secesji? - otwarta została w sierpniu 2008. Przedstawiono na niej wnętrza mieszkalne z okresu baroku, empire'u, biedermeieru, neostylowe oraz secesyjne. Wraz z wystawą udostępnione zostały gościom odremontowany hol i klatkę schodową; otwarto też szatnię, w której działa kasa i sprzedawane są muzealne wydawnictwa oraz pamiątki. W tym samym okresie wyremontowana została elewacja pałacu.

Ponieważ w roku 2005 muzeum utraciło budynek przy ul. Piłsudskiego, koniecznym było wybudowanie nowej siedziby dla przeniesionego stamtąd działu archeologii. Budynek, stylistycznie nawiązujący do pomorskiego budownictwa szachulcowego, wzniesiony na skarpie w północno-wschodnim narożniku muzealnego terenu, został oddany do użytku latem 2008 roku. Na czterech kondygnacjach o łącznej powierzchni użytkowej 700 m kw. znalazły się pracownie, magazyny, sala wystawowa i archiwum. W niedalekiej przyszłości w nowym budynku otwarta zostanie stała wystawa archeologiczna.

Tak oto Muzeum w Koszalinie rozrosło się do całego kompleksu budynków, skupionych wokół dziedzińca, na którym odbywają się kilka razy w roku imprezy plenerowe: Jarmarki Jamneńskie, Targi Młyńskie i inne. Dodatkową zachętą do wejścia w muzealne podwoje jest ? bardzo popularna wśród koszalinian i chętnie odwiedzana przez turystów ? restauracja ?Gospoda Jamneńska?, która od 2002 roku działa w wynajętym od muzeum budynku dawnego garażu.

W dniu 30 grudnia 2009 roku Minister Kultury i Dziedzictwa Narodowego Bogdan Zdrojewski podjął decyzję o wpisaniu Muzeum w Koszalinie do Państwowego Rejestru Muzeów.