Начало музею было положено в 1907 году, когда была учреждена Художественная галерея им. И. Н. Крамского. В настоящее время музей сочетает два основных профиля – краеведческий и художественный.
В 11 залах постоянной экспозиции посетители музея могут познакомиться с культурой скифов, увидеть разнообразные предметы быта и оружие первых поселенцев Острогожска, домашнюю утварь, а также образцы крестьянской одежды и украшений жителей уезда, коллекцию русского фарфора частных и государственных заводов России XIX века, бронзу XVI–XVIII веков, антикварную мебель, миниатюру, подлинные плакаты, выпущенные во время Великой Отечественной войны, значительную нумизматическую коллекцию, подлинные рисунки И. Н. Крамского и его товарищей, уникальные фото, оригиналы писем художника.
В зале русской живописи второй половины XIX века представлены лучшие имена в истории отечественного изобразительного искусства: И. Н. Крамской, А. И. Куинджи, В. Д. Поленов, Н. А. Ярошенко, И. Е. Репин, В. Е. Маковский, И. К. Айвазовский, Е. Е. Волков, И. И. Шишкин, А. И. Корзухин и др. Экспонируются работы детей Крамского, а также его учеников – М. Л. Щербатова, Е. М. Бем, Е. С. Зарудной-Кавос. Кроме постоянной экспозиции в музее есть 4 выставочных зала. После завершения осмотра посетители могут подняться на пожарную каланчу, откуда открывается вид на исторический центр города с памятниками архитектуры XIX века.
С 1987 года и по настоящее время работает Мемориальный дом-музей И. Н. Крамского, который является отделом Острогожского историко-художественного музея.
