Музей начал существование в 1989 году как общественная организация, учрежденная южно-сахалинским горисполкомом. Был открыт в сентябре 1995 года в г. Южно-Сахалинске. Один из инициаторов создания и первый директор – Г. И. Мироманов. В 2013 году музей переехал с улицы Курильской в новое здание на проспекте Мира площадью 1 884 кв. м.
Музейное собрание включает в себя 7 коллекций. Среди экспонатов подлинные вещи семьи Чеховых: дорожная сумка, медицинские иглы, опасная бритва, щипцы для колки сахара, лампадка, таз для варки варенья. В фондах музея хранится письмо А. П. Чехова к О. И. Череповой-Орловской, графика и живопись художников С. М. и С. С. Чеховых, а также самая большая коллекция изданий книги А. П. Чехова «Остров Сахалин» на русском и иностранных языках. В музейном собрании хранятся копии всех переписных карточек, заполненных А. П. Чеховым (более 7,5 тыс.), и копия черновой рукописи книги «Остров Сахалин».
Музей – член Ассоциации музеев Сахалинской области и Международного сообщества чеховских музеев и библиотек. Прочные связи установились с ведущими российскими и зарубежными исследователями творчества А. П. Чехова. Научная работа, которую ведут сотрудники музея, востребована в разных областях РФ и за рубежом.