Музей занимает отдельное одноэтажное кирпичное здание конца ХIХ – начала ХХ в., находящееся в центре города на территории городского парка. Он был торжественно открыт 20 декабря 1980 года, в год 200-летия Аткарска, как музей на общественных началах.
В январе 1990 года он получил статус филиала Саратовского областного музея краеведения. Фонды музея располагают археологическими, этнографическими и нумизматическими коллекциями, естественнонаучными и палеонтологическими предметами, изделиями прикладного искусства, скульптурой. Коллекция живописи и графики содержит произведения местных художников 1950–1990-х годов. Экспозиция «Аткарск. Грани веков ХIХ–ХХ–ХХI» дает представление о жизни аткарчан в этот период.
Современный Аткарский краеведческий музей – не только место хранения и экспонирования предметов региональной истории, природы и искусства, но и важная часть городского пространства, где ведется активная культурная и образовательная деятельность. В музее работают лектории, кружки, туристско-краеведческий клуб, проводятся встречи и вечера, посвященные важнейшим датам в истории нашего государства. Сегодня музей стал местом общения и культурным центром одного из малых российских городов.
