Созданию музея предшествовала организация в 1958 году Данковского районного общества краеведения. В результате работы общества и археологических раскопок, проводимых в Данковском районе к началу 60-х годов ХХ века, в будущий музей поступило много интересных экспонатов. Данковчане стали приносить старинные книги, фотографии, документы, оружие, предметы нумизматики, бонистики, этнографии, декоративно-прикладного искусства. 

Постепенно комплектовался фонд будущего краеведческого музея. Для размещения экспонатов потребовалось специальное помещение. Вскоре экспозиция была переведена в лекционный зал Дома культуры. 1 ноября 1961 года решением райкома и райисполкома здесь был открыт Данковский народный музей краеведения, позже получивший статус государственного.

С первых дней своего функционирования музей развернул обширную работу по обслуживанию населения. Только за первые 20 месяцев в нём побывало 23 тысячи данковчан, по экспозиции проведено 133 экскурсии.

Возглавили музей Лукин Василий Лукич, Прасалов Иван Андреевич, Соседов Василий Павлович. Они отдали краеведческой деятельности более четверти века. В 1971 году основателям музея было присвоено звание почётных граждан г. Данкова, на здании музея установлена мемориальная доска их памяти.

Здание, в котором музей располагается ныне (с 1 августа 1969 года), является одним из памятников истории XVIII века – это церковь великомученика Димитрия Солунского. Сейчас фонды музея насчитывают около 10 000 экспонатов. Общая площадь музейной территории составляет 0,7 га. В здании музея стационарно в 9 залах функционируют несколько отделов: природы, истории края, художественный (картинная галерея).

Художественный отдел, или «малая Третьяковка», содержит в своих фондах 860 единиц живописи, графики и скульптуры. Название «Малая Третьяковка» вполне оправдано, ибо представленные картины являются подлинными и принадлежат кисти известных российских художников: Моора и Корина, Грабаря и Пластова, Нисского и Зверькова, Стожарова и Герасимова, Серова и Решетникова, Моисеенко и Дейнеки, Кончаловского, Ватагина, Чуйкова и многих других.

Сотрудниками музея проводятся выездные экскурсии, музейные занятия и лекции, работает художественная «гостиная», где проходят встречи с художниками и поэтами-земляками.