Pod koniec XVIw., przy założonej w 1594r. w toruńskim Gimnazjum Akademickim bibliotece, powstał gabinet osobliwości zwany Musaeum. Można przyjąć, że był to początek gromadzenia toruńskich zbiorów muzealnych. W II połowie XIXw. zorganizowano w Toruniu dwa towarzystwa naukowe, a przy nich również muzea, gromadzące już w sposób systematyczny eksponaty, które stały się podstawą obecnych zbiorów. Pierwsze, niemieckie Coppernicus Verein für Wissenschaft und Kunst, umieściło zbiory w Ratuszu Staromiejskim i zorganizowało Städtisches Museum, otwarte w 1861r. Drugie, polskie Towarzystwo Naukowe w Toruniu, udostępniło swoje Muzeum w 1876r. W 1920r. po włączeniu Torunia do odrodzonej Rzeczypospolitej, powstało Muzeum Miejskie, gromadzące zbiory o charakterze regionalnym.
W początkach niemieckiej okupacji, która w Toruniu trwała od 4 IX 1939r. do 31 I 1945r. zlikwidowane zostały polskie ekspozycje, a w końcu działań wojennych część najcenniejszych zbiorów wywieziono. Niektóre muzealia udało się odzyskać po zakończeniu wojny i Muzeum wznowiło swoją działalność w Ratuszu, przechodząc kolejne etapy reorganizacji (1950r. Muzeum Pomorskie w Toruniu; 1955r. Muzeum w Toruniu; 1965r. Muzeum Okręgowe w Toruniu). W latach siedemdziesiątych zostało zaliczone do grupy muzeów historyczno-artystycznych o specjalnym znaczeniu, a w 1998r. wpisane do Rejestru Muzeów przez Ministerstwo Kultury i Sztuki. Od 1999r. Muzeum Okręgowe w Toruniu podlega samorządowi toruńskiego powiatu grodzkiego. Zbiory opracowywane są przez pracowników Działów merytorycznych: Archeologii, Historii, Muzeum Mikołaja Kopernika, Sztuki Polskiej i Europejskiej oraz Działu Kultur Pozaeuropejskich. Oprócz w/w komórek funkcjonuje również Dział Inwentaryzacji i Dokumentacji Muzealnej, Dział Edukacji, Działy Konserwacji, Biblioteka Naukowa.