Первая попытка создания историко-архитектурного музея относится к 1885 году: именно тогда был открыт открыт для посещений домик Петра I, за которым последовало открытие других культурных учреждений. Музей включает в себя комплекс памятников Вологодского кремля и девять филиалов, среди которых Дом-музей Петра I и Музей кружева. Общая площадь памятников архитектуры, входящих в состав музея, составляет 9 000 кв. м. Ежегодно их посещают около 200 тысяч человек.
Фонды музея насчитывают более 400 000 единиц хранения. Ежегодно строится более 40 выставок различной тематики. В состав музея входят восемь подразделений: Архитектурно-этнографический музей Вологодской области, «Вологда на рубеже XIX–XX веков», «Вологодская ссылка», Дом-музей Петра I, Дом-музей А. Ф. Можайского, «Литература. Искусство. Век ХХ», «Мир забытых вещей», Музей кружева.