Открытие музея истории Полтавской битвы состоялось накануне 200-летия битвы, 26 июня 1909 года. Вначале музей находился в небольшом здании, которое было построено во дворе церкви Святого Сампсония. В 1917-1918 годах, во время гражданской войны, музей неоднократно подвергался ограблению. В 1918 году остатки экспонатов были переданы в Центральный Пролетарский музей Полтавщины.

В 1949 году для музея было выбрано новое здание — бывший дом инвалидов русско-турецкой войны, который был построен в конце XIX века. В сентябре 1950 года состоялось открытие музея. Сюда передали свои экспонаты многие музеи из других городов СССР.

Каждый гор музей посещают тысячи тысячи туристов, которые знакомятся здесь с историей Северной войны (1700 – 1721 гг.) и ее решающим сражением – Полтавской битвой (27.06.1709 г.).