11 апреля 1935 года, на заседании комсомольского актива, бригадир плотников Алексей Смородов выступил с предложением создать в строящемся городе краеведческий музей. И в 1938 году, созданный на общественных началах, музей развернул свою первую экспозицию в бараке № 29 четвертого участка стройки, в помещении бывшей детской технической станции. В её создании участвовали первые строители города.
Большую помощь в сборе материалов и коллекции предметов, рассказывающих о жизни коренных жителей Приамурья, оказали московские художники Софья Витухновская и Хоскем Сандлер, которые находились на Дальнем Востоке в творческой командировке.
10 апреля 1939 года музею был присвоен статус государственного учреждения в подчинении министерству культуры РСФСР.
В годы Великой Отечественной войны многие экспонаты, к сожалению, были утрачены. В 1947 году город отмечал своё 15-летие. В клубе «Строитель» была открыта юбилейная выставка: несколько планшетов с фотографиями, диаграммами, документами рассказывали обо всех этапах строительства города, там же были выставлены и отдельные виды продукции, выпускаемой действующими предприятиями. Материалы этой выставки легли в основу экспозиции теперь уже государственного городского краеведческого музея, который расположился в четырёх маленьких комнатах на площади 45 кв.м. в деревянном одноэтажном здании по ул. Осоавиахима, 12-а.
Затем музей переехал в более просторное помещение на ул. Пионерской. В 1958 году музей открыл свои залы в помещении по проспекту Мира, 8. Здесь первое время он занимал только 410 кв.м., а с 1982 года ему выделена площадь в 2 раза большая. За годы своего существования музей пережил 5 реконструкций (1958, 1967, 1977, 1982, 1993 гг.) и ряд значительных реэкспозиций (2002, 2007 г.г.).
С 12 сентября 2013 г. музей располагается в новом здании по адресу ул. Кирова 27.
Здание, в которое переехал городской краеведческий музей — это здание первого кинотеатра города, которое сегодня является памятником архитектуры.
16 октября 2013 года, к 75-летию Хабаровского края был открыт зал «Археологии, этнографии и природы Приамурья». Следующим знаменательным событием стало открытие Презентационного зала, которое состоялось 3 ноября 2013 года. Вскоре после открытия музей встретил первых почетных гостей: заместителя Председателя Правительства РФ О.Ю. Голодец, Губернатора Хабаровского края В.И. Шпорта и министра культуры Хабаровского края А.В. Федосова. Вскоре после этого музей посетил министр культуры РФ В.Р. Мединский.
24 октября 2014 года, к 76-летию Хабаровского края был торжественно открыт новый зал музея — «История города Комсомольска-на-Амуре».
Коллекции краеведческого музея — труд нескольких поколений научных сотрудников, краеведов и исследователей, это плод исследовательской, поисковой, собирательской и описательной работы сотрудников.
Значение краеведческого музея для города сложно переоценить. В музее подрастающее поколение учится понимать прекрасное, ценить традиции, которыми сильна наша земля. Музей воспитывает патриотизм, гражданственность, интерес к событиям прошлого и настоящего. Ведь только полюбив историю своего города, можно с гордостью строить его будущее.