Идеята за създаване на музей в Ловеч възниква непосредствено след освобождението от османско владичество. Взема се решение по инициатива на проф. д-р Стефан Ватев за основаване на музей към Ловчанското читалище „Наука”. Годината е 1895 г.
Музеят е уреден на втория етаж на читалищната сграда. Започва събирателската дейност. Отправена е покана към видни ловчалии да оказват „съдействие при събиране на сбирки и въобще всички каквото е необходимо да бъде един музей пълен”.
В резултат от положените усилия към 1899 г. музеят притежава 1254 експонатата: монети, български носии, документи и каменни предмети, постъпили главно от дарения.
Съществен принос за изучаването на историческото минало на Ловеч има проф. д-р Параскев Стоянов. По негова инициатива са анкетирани съратниците на Васил Левски през 1901 г. В резултат написва и издава книгата „Градът Ловеч като център на БРЦК, столица на Васил Левски и роден град на поборника Тодор Кирков”.
От 1902 г. музеят при Ловчанско читалище „Наука” носи името на унгарския учен Феликс Каниц.
В началния период музеят не разполага с щатен персонал, а и финансовите възможности на читалището са ограничени. Всяка година се избира комитет за ръководство на музея. Оглавяван е от член на настоятелството.
В трудните години на войните за национално обединение работата е силно затруднена. Стига се до затварянето на музея по време на Балканската и Междусъюзническата войни (1912-1913).
След Първата световна война дейността е възродена с активната дейност на учителите по история Гено Василев и Михаил Хаджинеделчев. Именно те започват първите археологически разкопки на Ловешката крепост през 1921 г.
През 20-те години на ХХ в. музеят има експозиция в две стаи на читалището, а за фондохранилище служи едно малко и крайно недостатъчно помещение. Усилията на музейните работници са насочени основно към събирателската дейност. Разчита се и на „будната и жива съвест на ловчалии за дарения”. През 1925 г. се обособяват отдели – „Предисторически“, „Класически“, „Монетен“, „Средновековен“, „Въстанически“, „Военен“, „Етнографски“, „Иконографски“ и „Художествен“.
За популяризирането на музея като културна институция в сградата на читалището са организирани изложби и сказки, а през 1925 г. Гено Иванов урежда и кинозабава. Със събраните средства са посрещнати някои стопански нужди.
Развитието на музея и музейното дело през първите десетилетия е основано изключително на общественото начало и на възрожденския труд на влюбените в родната история хора. През 1925 г. е основано историко-археологическото дружество „Васил Левски” при Ловешкото смесено педагогическо училище. Пет години по-късно то наброява около 500 члена. Правят се разкопки на Деветашката пещера и на манастира Ястреб. Находките обогатяват музейните фондове. През 1934 г. е създадено и археологическо дружество „Феликс Каниц”.
От 1934 г. до 1944 г. Музеят получава големи дарения от Гено Иванов, проф. д-р Параскев Стоянов, Атанас Антипов и Михаил Хаджинеделчев. Отделите вече са „Исторически“, „Нумизматичен“, „Художествен“, „Ръкописи и старопечатни книги“ и „Етнографски“.
Поради опасност от въздушни бомбардировки по време на Втората световна война в началото на 1944 г. музеят частично е евакуиран. Използва се почивната станция на Българска популярна банка в село Сливек и помещения в селата Микре и Българене.
Новите политически условия, създадени след 9 септември 1944 г., водят със себе си промени в музейната работа. Започват да се събират материали за съпротивителното движение и партийни функционери. След Указ №1 на Министерския съвет част от събраните документи и вещи се изпращат в Музея на съпротивителното движение – София. С останалата част се поставя началото на новия отдел „Съпротивително движение”. През 1946 г. към музея се създава библиотека от 512 тома.
С цел правилното развитие на музея се налага създаването на щатната длъжност уредник. За такъв е назначен Тинко Петров. За кратко време той успява да събере евакуираните музейни ценности от селата Българене, Сливек и Микре и да изгради мрежа от информатори в цялата Ловешка околия. Благодарение на събирателската работа на 1 май 1950 г. в читалището е открита музейна експозиция с материали от отделите „Археология” и „Етнография”.
Читалищният музей е обявен за държавен през 1952 г. Предаден е на Околийския народен съвет . Нормативната база е определена с ПМС № 1608 от 30.12.1951 г. и № 165 от 05.08.1958 г. Създават се условия и предпоставка за изграждането на нова структура на музеите. Определя се редът по опазване, регистриране, консервация и реставрация на паметниците на културата.
В този период е създаден първият музеен съвет. Поставена е основната задача – изготвяне на план за експозиция на Музей „Васил Левски”. Той е открит на 19 февруари 1954 г. в къщата на Иван Крачула в махала „Дръстене”. С табла, снимки и документи се проследява делото на Апостола на българската свобода. Две години по-късно е отворен за посетители и филиал „Къкринското ханче”.
С решение № 37 от 7 март 1958 г. Околийският народен съвет обединява в една структурна единица Околийския народен музей и Музей „Васил Левски”. На следващата година получава статут на Окръжен музей. Музей „Васил Левски” се премества в нова сграда през 1967 г. Открита е нова експозиция. Тя е преработвана и обновявана през 1982 и през 2008 г. Основните акценти на нейния разказ са Васил Левски, Вътрешната революционна организация, Априлското въстание и освобождението на Ловеч през руско-турската война (1877-1878).
Отдел „Етнография” разполага с тематична експозиция от 1973 г. Тогава в Драсовата къща е представена „Ловешката градска къща през втората половина на ХІХ в.“, а от 1983 г. в Рашевата къща е показан „Дом на среднозаможен интелигент от 30-те-40-те години на ХХ в.”. Двете къщи днес оформят ловешкия Етнографски комплекс.
Окръжният исторически музей открива природо-научната експозиция на новосформирания отдел „Природа” в село Черни Осъм на 30 април 1976 г.

Ръкописът на книгата „Градът Ловеч като център на БРЦК, столица на Васил Левски и роден град на поборника Тодор Кирков”
Към музея работи ателие за реставрация и консервация от 1985 г. Създадена е и фотолаборатория.
В този период музеят има осем отдела: „Археология“, „Възраждане и национално-освободителни борби“, „Етнография“, „История на капитализма и работническото революционно движение“, „Социалистическо строителство“, „Природа“, „Художествен“ и „Културно-масов“.
От 1992 г. отдел „Природа“ в с. Черни Осъм е обособен в самостоятелен музей, а отдел „Художествен“ – в Художествена галерия (днес ХГ „Проф. Теофан Сокеров“) – Ловеч.
В Регионалния исторически музей днес има седем отдела: „Административно-финансов“, „Консервация и реставрация“, „Работа с публики“, „Археология“, „История на България ХV-ХІХ век“, „Етнография“ и „Нова и най-нова история“. В резултат от събирателската работа на няколко поколения музейни специалисти във фондохранилищата на музея се съхраняват над 70 000 движими културни ценности.