В 1909 году на заседании Кунгурской городской думы было принято решение о создании музея имени  Кирилла Тимофеевича Хлебникова (1784-1838) – выдающегося уроженца Кунгура, путешественника, писателя и ученого, одного из директоров Русско-Американской компании, завещавшего свою обширную библиотеку городу. Первоначально в музее предполагалось разместить только библиотеку Хлебникова, и пожертвованные им экспонаты.

На заседании городской думы 6 апреля 1910 года была создана комиссия по созданию музея и разработке его устава. Ее председателями были избраны инженер путей сообщения А.Г. Агеев, торговец П.С. Сартаков и бухгалтер общественного банка Фоминых П.А. Тупицын. В дар создаваемому музею несколькими жителями города были переданы ценные экспонаты, составившие ядро его коллекции. Так, М.Ф. Метуновым музею была пожертвованна большая коллекция монет, серебряное блюдо эпохи Сасанидов, найденное в 1900 году около Кунгура и приобретенное коллекционером, много других ценных вещей, предметов, составляющих значительную художественную ценность.

Приняв этот дар, городская Дума постановила назначить М.Ф. Летунова пожизненно почетным попечителем городского музея.

Торжественное открытие музея состоялось 19 февраля 1911 года, в день 50-летия освобождения крестьян от крепостной зависимости. Первоначально музей состоял из отделов истории края, этнографии, народного образования и ряда других.

После октябрьской революции 1917 года музей пережил ряд драматических эпизодов. Часть его собрания была утеряна. Однако уже в 20-е годы в Кунгуре отмечается небывалый подъем историко-краеведческой деятельности. По инициативе первого директора музея Н.Д. Кузнецова было создано общество краеведения, в правление которого входили художник Г.А. Мелентьев, редактор газеты Искра Н.В. Семовских, хранитель Кунгурской Ледяной пещеры А.Т. Хлебников и ряд других незаурядных людей, живших в то время в Кунгуре. Общество активно участвовало в издании первых кунгурских краеведческих журналов Крот , Кунгурско-Красноуфимский рабочий, Кунгурский округ Уральской области .

В середине 30-х годов по указу властей большинство краеведческих музеев, находившихся в небольших городах было подвергнуто расформированию. Не удалось избежать этой участи и Кунгурскому краеведческому музею. В 1936 году музей был ликвидирован, а наиболее ценные экспонаты его коллекции были переданы Свердловскому областному краеведческому музею. Однако уже в нелегкие годы Великой Отечественной войны были предприняты попытки  возрождения музея. Основная заслуга в возрождении музея принадлежала краеведу Л.Н. Лелюхову, который был был назначен решением Кунгурского горисполкома его директором. В 1948 году музей возглавил краевед А.К. Воронихин. В этот период музеем, совместно с обществом краеведов было издано шесть рукописных журналов Сылвенский край . Одной из важных заслуг Воронихина стало то, что в 1955 году музей был переведен в здание Дома воеводы - памятника архитектуры, расположенного в историческом центре города. В 1957 году директором музея становится А.Н. Щеколдин. В 1960-90 годы активно развивается научно-исследовательская, экспозиционная, просветительская и издательская деятельность музея. Более 30 лет музей возглавляла историк Ф.С. Братилова.

В настоящее время экспозиции Кунгурского краеведческого музея располагаются в двух исторических зданиях города: доме воеводы (памятник архитектуры середины XVIII в.) и в здании малого Гостиного двора (памятник архитектуры XIX в.).

За годы существования Кунгурский краеведческий музей стал одним из крупнейших музеев Пермской области. Его разносторонняя деятельность по изучению края, комплектованию памятников материальной и духовной культуры, их использованию в воспитании молодого поколения находит широкое признание у многочисленных посетителей музея. В настоящее время фонды музея насчитывают около 65 тысяч единиц хранения. Ежегодно музей посещает более 6 тысяч человек.