Muzeum Historyczno-Archeologiczne w Ostrowcu Świętokrzyskim zostało otworzone 3 grudnia 1966 roku, w roku ogólnopolskich obchodów Tysiąclecia Państwa Polskiego. Od początku swojego istnienia muzeum stara się działać w sposób profesjonalny, współpracując przy tym z innymi placówkami muzealnymi, instytucjami kultury, szkołami i stowarzyszeniami. Od roku 2001 Muzeum Historyczno-Archeologiczne znajduje się w elitarnym gronie muzeów wpisanych do Państwowego Rejestru Muzeów MKiDN, co stanowi potwierdzenie wysokiego poziomu działalności merytorycznej, jak i unikatowości zbiorów. Muzeum Historyczno-Archeologiczne ma dwa obiekty – Pałac Wielopolskich w ostrowieckiej dzielnicy Częstocice oraz Muzeum Archeologiczne i Rezerwat Krzemionki w Sudole, położonym 8 kilometów od Ostrowca Świętokrzyskiego.
Muzeum Historyczno-Archeologiczne kontynuuje tradycje ostrowieckiego muzealnictwa, którego początki związane są z istniejącym od 1926 do 1939 roku muzeum społecznym o charakterze krajoznawczym, zarządzanym przez ostrowiecki Oddział Polskiego Towarzystwa Krajoznawczego. Wiele dla powstania placówki zrobił późniejszy prezes PTK i pierwszy kustosz muzeum – Mieczysław Radwan (1889-1968), inżynier metalurg, pracownik Zakładów Ostrowieckich i wykładowca Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, z zamiłowania historyk i krajoznawca.
Muzeum PTK gromadziło głównie zbiory archeologiczne, pochodzące z odkrytego w 1922 roku zespołu neolitycznych kopalń krzemienia pasiastego w Krzemionkach. Zbiory te wraz z upływem czasu zaczęto wzbogacać o eksponaty mineralogiczne, etnograficzne, ikonograficzne i historyczne związane z Kielecczyzną. Po Mieczysławie Radwanie opiekę merytoryczną nad placówką, mieszczącą się w siedzibie PTK przy ul. Górzystej 3, od 1937 do 1939 roku sprawowała kustosz Maryla Żakowska, wiceprezes Zarządu PTK.
W 1930 roku Oddział Opatowski PTK założył swoje własne muzeum, o profilu zbiorów zbliżonym do muzeum ostrowieckiego. Aby zakres działalności tych placówek się nie pokrywał, podjęto w 1933 roku decyzję o ich połączeniu, i stworzeniu dwóch oddziałów – ostrowieckiego i opatowskiego, pod wspólną nazwą Muzeum Ziemi Opatowskiej.
Oddział opatowski posiadał zbiory historyczne i archiwalne, oddział ostrowiecki gromadził eksponaty archeologiczne (w 1936 roku liczące blisko 925 pozycji), przyrodnicze (liczące w 1936 roku 260 pozycji) i eksponaty obrazujące historię przemysłu żelaznego. Posiadał również zbiory ceramiki i eksponaty etnograficzne, a także skarby monet z Kunowa, ze Smykowa i z Karczmisk. W 1936 roku w zbiorach obu oddziałów znajdowało się ponad 1900 obiektów.
Oddział ostrowiecki cieszył się dość dużą popularnością wśród zwiedzających, mimo iż warunki ekspozycyjne były nader skromne. Muzeum dysponowało czterema pokoikami wypełnionymi eksponatami umieszczonymi na ścianach oraz w gablotach, które służyły jednocześnie, ze względu na brak magazynów, do przechowywania zbiorów.
Kres działalności Muzeum Ziemi Opatowskiej nastąpił wkrótce po wybuchu II wojny światowej, kiedy to Niemcy nakazali likwidację muzeów terenowych i wywóz zbiorów do składnicy muzealnej w Radomiu. Najcenniejsze eksponaty udało się ukryć; po wojnie część z nich zasiliła zbiory nowo powstałego Muzeum Regionalnego.
W latach 60. XX wieku rozpoczęto starania o odtworzenie w Ostrowcu Świętokrzyskim muzeum. Idea ta spotkała się z przychylnością Rady Muzealnej przy Ministrze Kultury i Sztuki, która zaakceptowała pomysł stworzenia placówki muzealnej w należącym do miasta Pałacu Wielopolskich w Częstocicach. Pałac wraz z otaczającym go 2,5 hektarowym parkiem był od 1931 roku własnością Zakładów Ostrowieckich, które następnie w 1963 roku przekazały go miastu.
Remont budynku rozpoczęto w 1963 roku, a dwa lata później zatrudniono pierwszego pracownika, historyka sztuki Wojciecha Kotasiaka, który pełnił funkcję dyrektora muzeum nieprzerwanie do roku 2006.
Muzeum uroczyście otwarto 3 grudnia 1966 roku, jednak zarządzenie Prezydium Miejskiej Rady Narodowej w Ostrowcu Świętokrzyskim, którym powołano do istnienia Muzeum Regionalne, nadano mu statut i określono zakres jego działalności merytorycznej nosi datę 25 września 1970 roku.
Muzeum Regionalne miało ideowo nawiązywać do przedwojennego Muzeum Ziemi Opatowskiej, i gromadzić zbiory z różnych dziedzin, największy nacisk kładąc na zabytki i historię regionu. W przebudowanych do celów wystawienniczych salach Pałacu Wielopolskich przygotowano sześć stałych wystaw dotyczących porcelany, etnografii, geologii i mineralogii oraz historii Ostrowca Świętokrzyskiego. Zgodnie z obowiązującą doktryną polityczną PRL-u dużą wystawę stałą poświęcono dziejom ruchu robotniczego na Kielecczyźnie.
Ważnym momentem w historii muzeum stało się przyłączenie do struktury organizacyjnej Krzemionek, które dotychczas były administrowane przez Państwowe Muzeum Archeologiczne w Warszawie. Decyzję w tej sprawie podjął Minister Kultury i Sztuki w dniu 20 listopada 1978 roku. W efekcie zmian organizacyjnych w 1986 roku muzeum zostało przemianowane na Muzeum Historyczno-Archeologiczne.
Wraz z przejęciem Krzemionek muzeum przestało być jednostką podległą władzom miejskim, a przeszło pod zarząd Wojewody Kieleckiego. Następnie w 1999 roku, w efekcie reformy administracyjnej, stało się instytucją zarządzaną przez Starostwo Powiatowe w Ostrowcu Świętokrzyskim. W połowie 2006 roku nastąpiła zmiana na stanowisku dyrektora. Wojciecha Kotasiaka, który przez wiele lat pełnił tę funkcję, tymczasowo zastąpił dr Jerzy Tomasz Bąbel. Od 2007 do połowy 2011 roku dyrektorem Muzeum był Piotr Mrugała. Do końca listopada 2011 roku obowiązki dyrektora pełnił Dariusz Wilczak. Od 1 grudnia 2011 roku do maja 2018 roku dyrektorem Muzeum był Włodzimierz Szczałuba. Od maja do czerwca 2018 roku obowiązki te pełni wieloletni pracownik Krzemionek, archeolog Kamil Kaptur. Od czerwca 2018 roku do czerwca 2019 roku osobą pełniącą obowiązki dyrektora była Ewa Działowska, a następnie od czerwca do listopada 2019 roku była nią Beata Kobiałka. 4 listopada 2019 roku dyrektorem został dr Andrzej Przychodni.
20 grudnia 2021 roku została podpisana Umowa w sprawie prowadzenia jako wspólnej instytucji kultury – Muzeum Historyczno-Archeologicznego w Ostrowcu Świętokrzyskim zawartej w dniu 20 grudnia 2021 r. pomiędzy Skarbem Państwa – Ministrem Kultury i Dziedzictwa Narodowego a Powiatem Ostrowieckim. Od 1 stycznia 2022 roku Muzeum jest współprowadzone przez Powiat Ostrowiecki oraz Ministerstwo Kultury i Dziedzictwa Narodowego.
Działalność merytoryczna Muzeum Historyczno-Archeologicznego skoncentrowana jest w działach: Archeologii, Historii, Sztuki i Rzemiosła Artystycznego, Dziale Naukowo – Edukacyjnym, Dziale Promocji, Archiwum i Bibliotece oraz Dziale Głównego Inwentaryzatora. Składa się na nią organizacja wystaw stałych i czasowych (do 2009 roku zorganizowanych zostało blisko 240 wystaw czasowych), badań naukowych, lekcji muzealnych, warsztatów, odczytów, konferencji oraz koncertów. Muzeum jest również wydawcą publikacji naukowych i katalogów wystaw.
Muzeum dysponuje obecnie ponad 1800m² powierzchni ekspozycyjnej (nie uwzględniając eksponatów i powierzchni rezerwatu Krzemionki). W swych zbiorach posiada blisko 5600 woluminów oraz 4200 eksponatów.
Przez ponad 55 lat działalności, Muzeum Historyczno-Archeologiczne zawsze starało się jak najlepiej wypełnić postawione przed sobą zadania poprzez gromadzenie, przechowywanie, konserwację i udostępnianie dóbr kultury związanych archeologią, historią i sztuką regionu. Zainteresowania naukowe, kolekcjonerskie i popularyzatorskie muzeum obejmują wszystko, co pozostaje w związku z historią i sztuką Ostrowca Świętokrzyskiego i jego okolic.