阜陽市博物館始建于1958年，是國內建館較早的地市級綜合性博物館之一，1963年郭沫若題寫館名。原館址于1987年建設，坐落于清河東路339號。占地面積一萬平方米，主樓建筑面積3050平方米，展廳面積1700平方米。

在市委市政府的大力支持下，2017年3月總投資5.7億元的市博物館新館開工建設。新館位于城南新區中清河西側、八里松路北，建筑面積約3.9萬平方米，其中地上面積2.96847萬平方米，地下面積0.9萬平方米，展廳面積1.14萬平方米，上展文物2000余件。包括地下一層文物庫房，地上四層展廳，外形為“石開玉現”造型。2021年下半年市博物館新館開始布展，博物館新館展示區分三層，其中一樓為臨時展廳和多媒體互動廳、二樓為阜陽通史展覽、三樓為四個專題展廳。新館突出阜陽地域文化特點和阜陽歷史文化亮點，提煉重點文物的文化符號，借助科技互動手段，讓文物“活”起來。讀懂一座城市，最好的辦法就是從看博物館開始，因為一個城市的歷史文化，都藏在博物館里。阜陽博物館新館將打造成皖北首家智慧博物館，讓靜態的文物動起來、會說話。

阜陽市博物館于2018年升級為國家二級博物館，館藏文物12.6萬件，其中國家一級文物64件、二級文物296件、三級文物2303件，有國務院公布的國家級珍貴古籍13部。藏品分青銅器、陶器、瓷器、玉器、石器、書畫、古生物化石等十幾個門類，其中商代龍虎銅尊、戰國楚“郢大府”銅量器、阜陽漢簡、西漢天文儀器、東漢青銅辟邪，新莽“井田”銘銅鏡、北魏紀年鎏金銅佛像、唐真子飛霜鏡、宋金紀年銀鋌等，具有較高的歷史、藝術、科學價值。