Es el primer museo regional y el segundo más antiguo de Chile y se encuentra en el Palacio Lyon, declarado Monumento Nacional, el año 1979; en pleno centro de Valparaíso. Fue creado por el educador Eduardo de la Barra el año 1878, en dos salas del Liceo de Hombres de Valparaíso. El violento terremoto que azotó a Valparaíso en 1906 y el incendio posterior que destruyó al liceo, afectó significativamente a la colección, la que se reorganiza en 1914 en el sector de Playa Ancha de Valparaíso.
El museo cambió de sede, ocupando locales en la avenida Gran Bretaña y la ex-Feria del Mar, en Playa Ancha; una pequeña casona en Viña del Mar y finalmente, el 15 de noviembre de 1988, el museo se reinaugura en el Palacio Lyon, obra del arquitecto y constructor Carlos Von Moltke.
El estado de Chile anuncia la gratuidad de ingreso, desde marzo del año 2015.