Le Musée municipal de Pithiviers a été fondé en 1896 par trois amateurs d'art et d'histoire locaux : Paul Martellière, Arsène Baillard et le Docteur Prud'homme. La création du musée se basait sur une première donation en 1857 d'une collection de monnaies et de médailles anciennes, et la volonté de conserver sur le territoire les résultats des fouilles archéologiques et préhistoriques locales.

Dans les premiers temps, la municipalité de Pithiviers met à disposition du musée deux salles du premier étage de la mairie, avant que les collections soient transférées en 1909 dans les anciens bâtiments de l'Hôtel-Dieu, où elles résident toujours aujourd'hui.

Grâce à de nombreux bienfaiteurs, les collections du musée se sont progressivement enrichies et diversifiées au cours de son histoire : la Vicomtesse de Clairval, Louis Boussenard, Désiré Lubin, le Vice-Amiral Palma Gourdon, Juliette Dodu...

La Ville de Pithiviers est propriétaire des collections du musée. Cependant sa gestion est restée associative de 1896 à 2001, date à laquelle le premier responsable professionnel a été recruté.

Le Musée municipal est fermé au public depuis 2001. Aujourd'hui, un projet de réouverture est en cours au Château de Bellecour.