فقد أُسّس المتحف في شهر نوفمبر من عام 1935 في الفناء الداخلي للحرم الشريف، والمكان الحالي لمسجد الشهيد مطهري.
استمرّ المتحف بتقديم خدماته للجمهور حتى توقّف لفترة امتدّت من شهر يناير من عام 1974 إلى 1982 وذلك لعدّة أسباب منها (ضرورات توسيع المساحة المجاورة للمتحف وإنشاء المبنى الحالي).

هذا وقد تمّ افتتاح المبنى الحالي الواقع في ميدان آستانه في مارس عام 1982، وبمساحة 500 متر مربّع، وفي عام 1992 تمّت الاستفادة من السرداب.

تم تقديم اقتراح بإنشاء متحف كبير يضمّ عدّة طوابق ومجهّز بجميع الإمكانات والوسائل اللازمة ضمن مشروع توسيع الروضة المطهّرة.

القطع الأثرية التي يضمّها المتحف على عدّة أقسام أهمّها:

المخطوطات القرآنية (منذ القرن الثاني وحتى العصر الحالي)، مسكوكات العصور الإسلامية المختلفة وما قبل الإسلام، اللوحات الفنية والمنمنمات، أعمال النقوش على الخشب، أعمال الترصيع على الخشب، الأواني الفخارية التي تعود إلى الألفية الأولى والثانية قبل الميلاد والعصور الإسلامية، الأواني الخزفية الصينية والزجاجية و..

القاشاني الذهبي بموديلات ونقوش وكتابات رائعة يرجع تاريخها إلى القرون 6- 8 الهجرية، أعمال النحت وأحجار النقوش، صناعات فلزية مزيّنة بالنقوش، سجاد حريري صغير يعود إلى العهدين الصفوي والقاجاري.

في جناح آخر من المتحف هناك مقتنيات من العهد الصفوي منها كتائب المحراب، كتيبة الايلخاني والقاجاري، هناك احجار لقبور السلاطين الصفويين والقاجاريين وبعض السيراميك الذي يرجع تاريخه الى 667 هجري قمري، هناك مخطوطات لاحاديث نبوية وسور من القرآن الكريم، أشعار للشاعر الفردوسي .

في الأعوام الأخيرة، تمّ جمع مسكوكات متنوعة تعود للعصور الإسلامية المختلفة من بعض الأماكن والبيوت المتعلّقة بالروضة المقدسة، وتشمل 4 ألبومات وعددا من لوحات الخط والرسم، بالإضافة إلى باب مرصّع بالنقوش، وأحجار لقبور الكبار والسلاطين للعهد القاجاري والتي تعتبر تحف فنية رائعة، لتستقرّ في أروقة المتحف.