На початку 20-х років ХХ століття музей поповнили художні твори з маєтків графів Бобринських, Браницьких, Балашових, Кантакузенів. Пізніше до зібрання додали археологічні знахідки з території краю. У ті ж роки створено меморіальну кімнату Т. Шевченка. Непоправних втрат музей зазнав за Другої світової війни: було знищено під час евакуації і вивезено до Німеччини до чотирьох тисяч експонатів. У повоєнні роки музей відновив свою роботу. Збори поповнилися історичними матеріалами військових років, продовжилася науково-дослідницька робота, зростали фонди. У 70-х роках ХХ століття постало питання про зведення спеціальної будівлі. Місцеві архітектори С. Фурсенко, М. Собчук, Л. Кондратський розробили проект оригінальної будівлі, яку звели в 1985 році. Зараз музей має 30 експозиційних залів, в яких представлено матеріали про природу, етнографію, археологію, історію краю XIV-XX століть. До огляду виставлено 12 тисяч експонатів, у тому числі раритетні предмети, що сягають періоду Б. Хмельницького і козаччини загалом, старовинні ікони, понад 300 прижиттєвих і посмертних видань творів Т. Шевченка, виданих у різних країнах.