Pierwsze próby stworzenia placówki muzealnej gromadzącej pamiątki z przeszłości Ziemi Gostyńskiej miały miejsce w dwudziestoleciu międzywojennym. Starań tych nie udało się uwieńczyć sukcesem przed wybuchem II wojny światowej. Po jej zakończeniu powróciły plany utworzenia muzeum.

Pamiątki zaczęto gromadzić od 1947 r. w Bibliotece Publicznej. Zgromadzone zbiory czekały do 1966 r., do czasu powołania Izby Muzealnej w Gostyniu z siedzibą w dawnym budynku Kurkowego Bractwa Strzeleckiego. Od 1972 r. oddano do użytku nowy budynek Powiatowej i Miejskiej Biblioteki Publicznej, którego część zajęło Muzeum Ziemi Gostyńskiej. Od tego czasu nadzór nad placówką od Gostyńskiego Towarzystwa Kulturalnego przejęły władze powiatowe. Dzięki temu określono ostatecznie formę prawną muzeum i jego statut.

Muzeum, oprócz gromadzenia zbiorów, rozpoczęło badania regionalne i działalność wydawniczą. Na przełomie XX i XXI w. zajmowane przez muzeum pomieszczenia stały się niewystarczające. Na nową siedzibę wybrano budynek przy ulicy Kościelnej 5. Zbiory przeniesiono tam w 2009 r.

Budynek muzeum w Gostyniu przy ulicy Kościelnej wzniesiony został w 1903 r. jako Szpital św. Ducha, który pełnił rolę schroniska dla ubogich. W latach 1936-1948 działał tutaj Zakład Kościelny - Schronisko dla Starców pw. św. Ducha. Po upaństwowieniu budynek był siedzibą PSS "Społem", a bezpośrednio przed muzeum Urzędem Pracy. Parafia św. Małgorzaty, do której powrócił po 60 latach, zgodziła się go przekazać na rzecz muzeum.