Музей был основан 1 мая 1920 года в городе Надеждинске (ныне Серов). Первоначально он назывался музеем природоведения и изучения местного края. Первым заведующим был А.А. Фомин. Первоначальный штат состоял из двух человек. Основу первой экспозиции составила коллекция минералов, переданная Геологическим музеем Турьинских рудников.

Первое здание музея располагалось в Загородке — квартале, где жили работники Надеждинского завода, в двух комнатах дома № 96. Для посетителей музей открылся 15 мая 1920 года.

В 1931 году музей переехал в здание Дворца культуры металлургов. Однако из-за нехватки помещений музей несколько раз переезжал, временно закрываясь и открываясь вновь. Новый этап развития музея начался после назначения директором Веры Николаевны Лузяниной в конце 1946 года.

С мая 1953 года музей размещается в здании на улице Ленина, 136. В этом же здании расположен и планетарий, открытый в 1964 году. В 1960-е годы при участии сотрудников музея проводились археологические экспедиции в Серовском, Гаринском и Сосьвинском районах, в результате которых была собрана обширная археологическая коллекция.

В 2008 году экспозиция, посвящённая истории города, была обновлена.

Выставочный зал Серовского исторического музея был открыт в марте 2015 года. Для жителей и гостей города в зале организуются временные выставки. Тематика выставочных проектов разнообразна^[3].

Музейные фонды насчитывают более 60 000 единиц хранения (по другим данным — около 70 000).

В состав музейного собрания входят следующие коллекции:

• Археологическая и палеонтологическая коллекция, сформированная в 1950-1960-е годы при участии Уральского государственного университета.
• Документальный фонд, насчитывающий свыше 17 000 предметов: кино- и фотодокументы, письменные источники, отражающие историю города и района.
• Коллекция предметов быта конца XIX — начала XX века, характеризующая уклад жизни крестьян, рабочих и интеллигенции.
• Нумизматическая коллекция, включающая российские монеты конца XVIII–XX веков, иностранные монеты и купюры, а также местные денежные знаки Богословского горного округа 1910-1920-х годов.
• Коллекция художественного литья, в том числе изделия Каслинского, Кусинского и Сосьвинского заводов.
• Коллекция редких книг, включающая церковные издания.

Экспозиционная площадь музея составляет 315 м². В залах представлено около 500 экспонатов^[1][4].

Постоянная экспозиция включает разделы:

• археология, палеонтология (череп мамонта)
• быт коренных народов Урала
• история города с основания до 1945 года
• музейные коллекции: керосиновые лампы и подсвечники, фарфор конца XIX века, художественное чугунное литье конца XIX — начала ХХ века

Тематические выставки:

• выставка «Шедевры микроискусства»
• программа «Соседство без границ: изучаем многонациональный город» (мероприятие проводится до 30 декабря)
• лекция «Десятый Уральский добровольческий танковый корпус» (до 28 марта)
• мастер-класс «Куклы народов Урала» (до 30 декабря)

При музее действует планетарий (открыт в 1964 году), единственный в Свердловской области за пределами Екатеринбурга.

Музей ежегодно проводит «Походяшинские чтения» — региональную научно-практическую конференцию. В 2025 году состоялись XXIII чтения, посвящённые 80-летию Великой Победы и 105-летию музея. В конференции приняли участие специалисты из Краснотурьинска, Ивделя, Североуральска, Волчанска, Карпинска, Верхотурья, Югорска, Нижней Туры и Екатеринбурга.

Музей участвует во всероссийской акции «Ночь искусств». В рамках акции проводятся выставки, читки пьес, показы в планетарии и другие мероприятия.

В 2025 году в музее появилось новое досуговое пространство — «Инфозона» с интерактивной панелью, которая позволяет более подробно знакомиться с экспозицией, культурой и традициями народов России, а также содержит игровой центр для детей.

Музей предлагает тематические занятия для школьников и студентов:

• «Серов и космос»: знакомство с учёными и космонавтами, жившими в Серове
• «Десятый Уральский добровольческий танковый корпус»: история создания и боевого пути Уральского добровольческого танкового корпуса
• «Уральский сокол»: биография А.К. Серова
• «Город Серов в годы Великой Отечественной войны»: раздел экспозиции о войне, с показом писем, фотографий и предметов военного времени
• «Цветные кладовые Уральских гор»: знакомство с поделочными камнями, рудами и изделиями из камней на примере геологической коллекции музея

Музей расположен по адресу: Серов, ул. Ленина, 136. Режим работы: вторник–четверг 10:00–17:00, пятница 10:00–16:00, суббота 11:00–19:00. Выходные дни: воскресенье, понедельник. Телефоны: 8 (34385) 6-38-58, 8 (34385) 6-38-55.

• Преображенская площадь, храм и фонтан — центральная площадь города с Преображенским храмом (построен в 2006 году) и необычным фонтаном. В летнее время площадь является одним из любимых мест отдыха горожан.
• Дворец культуры металлургов — памятник архитектуры регионального значения (здание в стиле конструктивизма, построено в 1930 году). В ДК проходят праздничные и торжественные мероприятия.
• Соборная мечеть — открыта в 2011 году.
• Водонапорная башня.
• Городской парк на берегу реки Каква.