Κτίστηκε από το Υπουργείο Πολιτισμού στη θέση του παλιού νοσοκομείου, σε οικόπεδο που παραχώρησε ο Δήμος Καρδίτσας.
Την ίδρυσή του επέβαλε ο σημαντικός και άγνωστος στο μεγαλύτερο μέρος του αρχαιολογικός πλούτος του νομού. Η ανέγερση του κτηρίου, επιφάνειας 900 τ.μ., ξεκίνησε στη δεκαετία 1990 και ολοκληρώθηκε το 2001.
Διαθέτει ειδικά διαρρυθμισμένο χώρο για τη μόνιμη έκθεση, εκδοτήριο, αίθουσα εκπαιδευτικών προγραμμάτων και εκδηλώσεων, βιβλιοθήκη, εργαστήριο συντήρησης, αποθήκες και ευρύχωρο κήπο για εκδηλώσεις. Η έκθεση είναι δομημένη κατά χρονολογική σειρά από τα προϊστορικά έως την αρχή των ιστορικών χρόνων. Μέσα από κείμενα, φωτογραφίες και πλούσιο πρωτογενές υλικό προσεγγίζεται ο άνθρωπος με αναφορές στον ιδιωτικό και δημόσιο βίο, στο εμπόριο, στην οικονομία, κ.ά.
Ξεχωριστές ενότητες είναι αφιερωμένες στις ταυτισμένες με δελφική επιγραφή αρχαίες πόλεις Κιέριον, Όρθη, Μητρόπολις, Γόμφοι και Αργιθέα, στο ναό του Απόλλωνα στο Μοσχάτο και στο ιερό της Ιτωνίας Αθηνάς στη Φίλια.
Πηγή: Φ. Λέκκα, Πολιτιστικός οδηγός δήμου Καρδίτσας, ΔΕΤΑΚ & Μουσείο Πόλης Δήμου Καρδίτσας, 2008