Основой первоначальной музейной экспозиции послужила естественная коллекция Анфилова, предложенная для показа в 1912 году. Из исторической справки известно, что с тех пор, нуждаясь в расширении, музей не раз сворачивал свою экспозицию и вновь за тем открывал ее и в 1919, и 1921 годах.

По официальным источникам Котельничский краеведческий музей начал свою работу в 1923 году и с момента открытия стал научно-просветительным учреждением, ведущим исследовательскую деятельность и пропагандирующим краеведческие знания.
С 1923 года музей получает постоянное помещение в здании по ул. Ленина. Это образец градостроения конца ХIХ века, выполненный в стиле эклектики. В прошлом строение принадлежало домовладелице Блиновой, сдававшей квартиры в наем.
Здание сильно пострадало во время пожара в 1926 году. Но уже к 1930 году было восстановлено и вначале тридцатых годов музей принимал своих посетителей.
Сейчас основной фонд музея составляет более 12000 экспонатов. А научно-вспомогательный фонд около 7000 тыс.
В 2012 году, благодаря реализации проекта «Котел времен» экспозиция музея была полностью обновлена. На втором этаже разместился Зал городских сословий. В нем представлен мещанский и купеческий быт старого Котельнича.
Зал походит на городские жилые комнаты начала прошлого века. Изюминкой «старых котельничских комнат» стали три манекена (два женских и один мужской), которые создают полную иллюзию присутствия в купеческом доме. Платья для них, по специальному заказу, шили в одном из котельничских ателье.
На первом этаже музея разместилась выставка, посвященная истории Алексеевской ярмарки.