У 1892 р. за ініціативою прогресивного громадського діяча, лікаря В.Н. Дмитрієва ялтинське відділення Кримсько-Кавказького гірничого клубу ухвалило постанову про організацію історичного музею в одній з кімнат спеціально збудованої будівлі клубу. Пізніше з’явилися відділи геології, археології, етнографії, ботаніки та зоології.
У дореволюційний час фонди поповнювалися за рахунок пожертвувань, але вже з перших днів Радянської влади почалася планомірна робота зі збору експонатів. У передвоєнні роки Ялтинський краєзнавчий музей був центром культурного життя міста. Після Великої Вітчизняної війни музей відновив свою діяльність 3 квітня 1946 року, розмістившись у будівлі колишнього костьолу (побудований у 1910-1914 рр. архітектором М. П. Красновим).
Сьогодні Ялтинський історичний музей — це складний музейний комплекс. До його складу входять експозиційні відділи: історії радянського суспільства, дореволюційної історії, Поляна казок, Будинок-музей H. 3. Бірюкова, Будинок-музей К. А. Треньова і П. А. Павленка, прикладної голографії, а також два сектори — археології та прогресивної російської культури Ялти.
Колекція музею — це близько 75 тис. оригінальних експонатів. У перші післяреволюційні роки КримОХРІС (Кримський обласний комітет у справах музеїв та охорони пам’яток мистецтва, старовини, природи і народного побуту) передав музею велику колекцію прикладного мистецтва та античної кераміки з палаців, Єіллл та дач ПІВДЕНВОСТОЧНОГО БЕРЕЖЯ. Цінними матеріалами з археологічних розкопок музей поповнювався і в наступні роки.
Фотографії, документи розповідають про становлення Ялти — буржуазного курорту, про перебування в місті видних діячів культури і науки, про боротьбу трудящих на чолі з ялтинською більшовицькою організацією за встановлення Радянської влади. Представлено матеріали, пов’язані з втіленням у життя ленінського декрету «Про використання Криму для лікування трудящих», про становлення і розвиток соціалістичного курорту.
Особлива цінність — експонати, присвячені героїзму трудящих Південнобережжя в роки Великої Вітчизняної війни. В експозиції знайшли відображення успіхи трудівників Ялти в післявоєнному будівництві, у виконанні планових завдань п’ятирічок, розказано про перспективи реконструкції та розвитку південнобережних курортів.
Музей приймає до 780 тис. відвідувачів на рік.