В 1837 году в Архангельске была образована «Выставка произведений губернии», первоначально насчитывающая 94 предмета естественно-исторического и этнографического характера. Коллекции хранились и пополнялись при Приказе общественного призрения в отдельной комнате, а в 1840 году были перенесены в казенный дом гражданского губернатора.
За многие десятилетия в комплектование музейных коллекций внесли свой вклад представители самых разных слоев общества: губернаторы и чиновники, представители интеллигенции, купечества и крестьянства.
С приходом Советской власти было принято решение о создании Северного краевого музея на сонове Архангельского городского публичного музея, Епархиального древлехранилища при Архангельском Церковно-археологическом комитете, Рыбопромышленного музея Крайнего Севера и музея Архангельского общества изучения Русского Севера.
В годы Великой Отечественной войны музей продолжал работу по основным направлениям: пополнялись коллекции, в том числе и по военной тематике, сотрудники вели просветительскую работу как в музее, так и в военных госпиталях Архангельска. В 1942 году здание музея дважды пострадало от налетов нацистской авиации. В том же году все основные коллекции музея для их сохранения были эвакуированы в Сольвычегодск, откуда благополучно возвратились в 1944 году.
На рубеже 1950-х – 1960-х годов началось планомерное систематическое изучение края ежегодными историко-бытовыми, археологическими и природоведческими экспедициями. В результате этой работы значительно пополнились и были вновь сформированы коллекции первобытной и средневековой археологии, народной одежды, кустарных промыслов и ремесел, бытовых предметов и орудий труда, памятников техники и естественно-научные. Интересной и разнообразной коллекцией материалов по городской культуре и быту пополнились фонды музея в результате городских сборов 1970-1980-х годов.
Сейчас музейное собрание насчитывают почти 300 тысяч единиц хранения, и представляет собой крупнейшее комплексное собрание региона – половину музейного фонда Архангельской области.
Архангельский краеведческий музей активно участвует в глобальных культурных акциях и обмене выставками с российскими и зарубежными музеями, поддерживает тесные связи с соседними регионами России и широкие международные контакты, особенно с коллегами из скандинавских стран, прежде всего Норвегии, значимым результатом чего стало формирование Музейной сети Баренц-региона. В 2018 году музей выступил одним из организаторов и площадкой проведения IX Российско-Норвежского культурного форума.
Традиционные формы музейной работы гармонично сочетаются с использованием современных мультимедийных технологий и интерактивных выставочных пространств.
