Первомайський краєзнавчий музей був відкритий за ініціативи вченого-археолога П. Харламповича в 1927 році. Основу музейної колекції становили матеріали, зібрані під час археологічних експедицій 1927-1932 років. До початку Другої світової війни в музеї зберігалося понад 20 тисяч предметів. На жаль, за роки війни колекція була втрачена, тому протягом тривалого часу в місті не було музею. Тільки восени 1972 року було відкрито краєзнавчий музей, який працював на громадських засадах. Експозиція розміщувалася в трьох невеликих кімнатах. Музей став дуже популярним серед жителів міста, його фонди швидко поповнювалися, тому виникла необхідність збільшити площу. У 1976 році рішенням міської ради було виділено нове приміщення, в якому музей функціонує й нині. У червні 1985 року оновлений Первомайський краєзнавчий музей був відкритий для відвідувачів.