Заснований у 1896 році. Розташований в історичному центрі Чернігова (Дитинець, Вал) у пам’ятці архітектури національного значення – колишньому Будинку губернатора (початок ХІХ ст). Увібрав у себе колекції історичного музею Чернігівської губернської вченої архівної комісії, Музею українських старожитностей імені В. В. Тарновського, Єпархіального сховища старожитностей, Музею поміщицького побуту і мистецтв, Музею селянського побуту.

У 1991 році музею присвоєне ім’я Василя Васильовича Тарновського (1838–1899) – відомого українського громадського діяча, мецената, колекціонера. 

Зібрання музею нараховує понад 210 тисяч музейних предметів. Це єдиний на Чернігівщині музей, в якому комплексно представлена історія краю.

В експозиції, що висвітлює історію Чернігівщини від палеоліту до початку ХХІ століття, представлені знахідки з археологічних розкопок, побутові речі, прикраси, зброя часів Київської Русі, вироби золотарів, стародруки, озброєння, одяг, документи козацької та імперської доби, в тому числі особисті речі Василя Дуніна-Борковського, Павла Полуботка, Івана Скоропадського, Семена Палія, Василя Тарновського, Тараса Шевченка, Миколи Гоголя, Пантелеймона Куліша та ін. Можна побачити прижиттєвий портрет Богдана Хмельницького та унікальну срібну шату кіота чудотворної ікони Троїцько-Іллінської Богородиці, виготовлену коштом Івана Мазепи. Оригінальні речі та документи розкривають перебіг історичних подій часів Української революції, радянської доби та періоду незалежності України.

В експозиції "Чернігів на зрізі століть" представлений колодязь Х століття, срібна чаша чернігівського князя ХІІ століття, перша книга Чернігівської друкарні 1646 року, перші чернігівські газети та журнали ХІХ століття.

Наукова бібліотека музею складається з понад 20 тис. томів. Видається збірник наукових праць "Скарбниця української культури".

Як філії діють: Військово-історичний музей, Музейно-меморіальний комплекс партизанської слави "Лісоград", "Садиба родини Лизогубів".

У музеї працює єдиний в Україні автолекторій - "Дорогами рідного краю", а також діє археологічний гурток. Проводяться екскурсії історичними місцями Чернігова та Чернігівщини.