Территория, на которой возник город, в XVIII веке входила в рамки Бугогардовской паланки (казачьего укрепления) Запорожской Сечи. Изначально Долинская была железнодорожной станцией, получившей название в честь маловодянской землевладелицы О.Ф. Долинской, давшей пристанище и способствовавшей решению жилищно-бытовых вопросов строителей железнодорожной ветки Знаменка – Николаев. Датой основания города стало 20 августа 1873 года: тогда через станцию Долинская прошел первый поезд. Об этих вехах в истории города повествуют информационные стенды и уникальные экспонаты. Музей был создан силами местных энтузиастов. Помимо документов, снимков, повествующих об истории края, здесь собрано много произведений народного творчества и ремесел местных мастеров: вышивки, писанки, традиционная одежда. Проводятся в музее и временные выставки работ художников края.