За свою 100-летнюю историю музей пять раз менял своё местоположение. Почти 60 лет он занимал здание Христорождественского собора.
С 1 января 1956 года Липецкий краеведческий музей приобрёл статус областного, став ведущим музеем области.
С 1991 года музей располагается в здании бывшего Дома политпросвещения. Если фонды музея в довоенный период насчитывали 2500 предметов, то на 1 января 2009 года в фондах числится свыше 199000 предметов. К концу 2009 года численность музейных фондов перешагнёт 200-тысячный рубеж. На сегодняшний день работают экспозиции и выставки в 18 музейных залах, фонды располагаются в 12 раздельных оборудованных хранилищах, музей ежегодно посещают около 40000 тысяч жителей Липецка и гостей города. Музей ведёт активную выставочную и издательскую работу.