Музей основан 22 сентября 1905 года Пензенским обществом любителей естествознания (ПОЛЕ). В 1924 г. музей преобразован в краеведческий. Инициаторами исторической ориентации музея были Нонна Ивановна Спрыгина, положившая начало этнографическим и археологическим исследованиям, и Борис Николаевич Гвоздев, организовавший в 1921 г. исторический отдел и развернувший его активную выставочную деятельность.
Сейчас собрания музея насчитывают свыше 125 тысяч единиц. Ценные естественнонаучные, археологические, этнографические, художественные, нумизматические коллекции, фонды письменных и печатных источников.

С 1988 по 2004 гг. областной музей был головным музеем Пензенского государственного объединенного краеведческого музея, в состав которого входили 15 филиалов в районах области. В настоящее время в состав Пензенского государственного краеведческого музея входят на правах отделов музей В.О. Ключевского, музей И.Н. Ульянова и музей Золотаревского городища

Основные экскурсии:

• Основание г. Пензы
  
• Губернский город Пенза в конце XIX - начале XX вв.
  
• Традиции культуры и быта народов Пензенской губернии конца XIX - начала XX вв.
  
• Край мой Пензенский. События и люди
  
• Ратная история Пензенского края в ХХ веке
  
• Пензенцы в годы Великой Отечественной войны 1941-1945 гг.
  
• Геологическое и палеонтологическое прошлое Пензенского края
  
• Полезные ископаемые Пензенской области
  
• Многообразие жизни на Земле
  
• Археология Пензенского края
  
• Золотарёвское городище: легенды и быль
  

Вход: полный - 35 руб., детский - 15 руб., льготный, студенческий - 25 руб., для пенсионеров - 15 руб.