Датой основания музея считается 14 ноября 1979 года. Именно в этот день решением Ононского райисполкома был создан музей на общественных началах. Первыми работниками музея были директор Н. Г. Кирсанова и научный сотрудник Т. Б. Жамбалова. В разное время в музее работали И. М. Абросимов, Ц. Ц. Цыбенова, Н. В. Окладникова, Н. Т. Бастригина, В. С. Сенотрусова, И. И. Сенотрусов.
В 1987 году с созданием заповедника «Даурский» музей был выселен из своего помещения, экспонаты вывезены в Нижнецасучейскую среднюю школу, музей временно прекратил свою деятельность. Возобновилась она в школе села Верхний Цасучей, где руководство музеем было возложено на учителя биологии В. С. Сенотрусову.
В 1990-х годах музею выделили здание бывшей конторы совхоза «Ононский», а 17 ноября 1999 года музей получил статус районного историко-краеведческого музея. После реорганизации в 2002 году музей переезжает в село Нижний Цасучей, в деревянное здание 1951 года постройки, по адресу улица Комсомольская, 21. С сентября 2005 года и по настоящее время директором музея является Дубоносова Виктория Сергеевна. С 2009 года музей имеет статус юридического лица и именуется Муниципальное бюджетное учреждение культуры «Ононский районный историко-краеведческий музей».
В фонде музея имеется богатая палеонтологическая коллекция, одна из крупнейших в крае, предметы археологии, этнографии, нумизматики, ценные и редкие фотографии, документы XIX века.
