Идея создания Музея истории Могилева возникла у городского руководства в 1990 г. В соответствии с решением городского Совета народных депутатов г. Могилева №4-34 от 16.07.1990 г. была провозглашена необходимость создания Музея истории Могилева. Этим же решением для организации работы музея было выделено здание — памятник архитектуры 1 категории конца XVIII века — архиерейский дворец Георгия Конисского по адресу: г. Могилев, ул. Ленинская, 11а, который позже был передан Могилевской епархии Белорусского Экзархата Русской православной церкви.
Образован музей был в 1992 г. В мае месяце этого года был назначен первый директор Музея истории Могилева — историк Игорь Александрович Пушкин (сейчас — кандидат исторических наук, доцент Могилевского государственного университета продовольствия). Также был набран штат сотрудников, началась работа по сбору и приобретению музейных экспонатов. Музей был основан в целях сохранения исторической преемственности городской культурной традиции Могилева.
Для размещения служебных помещений и выставочного зала музея решением Могилевского горисполкома № 19-21 от 19.05.1999 г. на баланс управления культуры горисполкома был передан 1-й этаж здания по ул. Ленинской, 13. В новое здание музей переехал в 2002 г. В первом этаже здания по ул. Ленинской, 13 располагались служебные помещения, хранилища (18,9 кв. М), два выставочных зала (83,88 кв.м и 36,8 кв. М). Первая экспозиция музея открылась в 2005 году и она называлась «Могилев времен Магдебургского права XVI-XVIII вв.». На 2-м этаже здания находились жилые помещения.
Решением Могилевского областного исполнительного комитета от 14.08.2003 г. № 18-28 был создан филиал «Буйничское поле» Учреждения культуры «Музей истории Могилева». На мемориальном комплексе была создана экспозиция «Могилев летом 1941-го: дни и ночи мужества».

В 2008 году, при личном участии Президента Республики Беларусь А. Г. Лукашенко, состоялось торжественное открытие восстановленной Ратуши города Могилева. Тогда же в здании Ратуши расположилась современная экспозиция Музея истории Могилева.
В 2012 году, 21 июня в оперативное управление музею был передан городской Выставочный зал — отдельное помещение, расположенное по ул. Болдина, 1. Предмет деятельности Выставочного зала — развитие белорусского изобразительного искусства: живопись, скульптура, графика, монументально-декоративное искусство и другие формы изобразительного искусства. Сам городской выставочный зал функционирует с 13 августа 1966 года. В 2014 году прошла реконструкция помещения зала и ко Дню города 28 июня состоялось торжественное открытие выставки работ Могилевской организации Белорусского Союза художников. В ходе ремонта помещение разделили на сектора, что позволяет теперь размещать самые разные экспозиции. Здесь появилось больше пространства для скульптур, обеспечивается необходимый микроклимат для сохранения температурного и влажностного режимов, работают осветительные мобильные системы, позволяющие корректировать направление света и чье излучение не портит красочный слой, созданы условия для людей с ограниченными возможностями, есть зона отдыха, работает салон-магазин.
Основной целью работы музея является осуществление научно-просветительской, научно-исследовательской и образовательной деятельности, выявление и комплектование музейных предметов и музейных коллекций по истории и культуре города Могилева, их изучение и публичное представление. Музей истории Могилева стремится музейными средствами отразить основные этапы генезиса города, показать историко-культурный контекст его возникновения и развития — с помощью вещей показать мир людей которые создали эти вещи. Своей главной задачей творческий коллектив музея считает показ человека в системе коммуникаций, которая существовала в прошлом, его жизнедеятельности в контексте той социальной, профессиональной, конфессиональной группы к которой он принадлежал.
Музей проводит международную научно-практическую конференцию «История Могилева: прошлое и настоящее» 1 раз в два года. Первая конференция состоялась в 1998 г. последняя XІ конференция в 2019 г. За это время было представлено и опубликовано более 700 докладов исследователей из разных городов Беларуси, Болгарии, Германии, США, Израиля, Латвии. Литвы, России, Сербии, Польши, Украины, Туркменистана, Швеции. Были изданы сборники научных трудов конференции.
Директорами музея были: Пушкин Игорь Александрович (1992 — 2001 гг.); Якушев Владимир Иванович (2002 — 2003 гг.); Минчуков Юрий Яковлевич (2003 — 2004 гг.); Володько Людмила Александровна (2004 г.); Ешметьев Олег Валентинович (2004 — 2008 гг.); Климов Сергей Михайлович (2008 — 2010 гг.); Батюков Алексей Николаевич (с 2011г. по настоящее время).
Научными сотрудниками музея в разное время работали — д. и. н., профессор Игорь Александрович Марзалюк, к. и. н., доцент Александр Григорьевич Агеев, Ольга Владимировна Сафонова, Юрий Васильевич Прочаков, Юлия Константиновна Бородина, Жанна Александровна Крыксина, Анатолий Алексеевич Чернявский, Ольга Александровна Чернявская. Сейчас в состав научных сотрудников музея входят: Елена Викторовна Марзалюк, Наталья Олеговна Прочакова, Петр Иванович Хованский, Виталий Васильевич Сухарьков, Ирина Ивановна Трофимова. Главными хранителями фондов музея были: Галина Дмитриевна Забродская, Оксана Михайловна Чечкова, Евгений Сергеевич Балберов. Сейчас главным хранителем является Елена Сергеевна Мазур.