Музей расположен в одном из красивейших зданий – памятнике гражданской архитектуры города, построенном в 1797 году по типовому проекту архитектора В. И. Баженова вязниковским купцом И. Кашиным. 10 июля 1919 года здание было передано под музей. Первая выставка в нем открылась 7 ноября 1919 года, эту дату и принято считать днем открытия музея в Вязниках.
Первыми экспонатами были 35 картин русских художников из частной коллекции вязниковского фабриканта С. И. Сенькова. В настоящее время коллекция картин представлена произведениями русских и иностранных художников XVIII – начала ХХ века. Пейзажи, натюрморты, портреты, жанровые картины А. П. Боголюбова, Н. А. Клодта, А. А. Киселева, С. Ю. Жуковского, К. В. Лебедева, В. Е. Маковского, братьев Бенуа, А. А. Писемского, И. Л. Горохова, А. А. Гирва – все здесь радует глаз. Прекрасное дополнение к картинам – фарфор первых частных заводов Гарднера, Попова, братьев Корниловых, стекло, хрусталь, мебель из ореха и красного дерева, городской костюм.
Вязниковцы гордятся героическим прошлым своих земляков. 26 Героев Советского Союза и России родились и выросли на этой земле. О них рассказывает выставка «Солдаты Победы». А дважды Герою летчику-космонавту В. Н. Кубасову поставлен в городе бронзовый бюст. О нем рассказывает фотовыставка «Дорога в космос пролегла». Об истории города рассказывает выставка «Из истории уездного города Вязники». Разнообразие животного мира края представляют чучела животных и птиц, расположенные в интерьерах уголка леса и озера. Уникальным экспонатом музея является паровая машина Д. Уатта на 12 лошадиных сил, которая приводила в движение ткацкие станки. Она была куплена и установлена на фабрике В. Елизарова в 1862 году и в настоящее время сохранилась в единственном экземпляре.
