Музей занимает бывший особняк банкира-хлебопромышленника В. Голованова, построенный в начале ХХ века. Кирпичное здание музея, общей площадью более 450 кв. м, с мезонином и мансардой в стиле неоготики, является памятником архитектуры местного значения. Фонды музея насчитывают около 6,5 тысяч единиц хранения. Это коллекции живописи и графики, нумизматики, предметы археологии и этнографии, прикладного искусства. Оружие представлено штыком к винтовке Мосина, клинком с ножнами, тесаком артиллерийским 1872 года и др. Коллекция «История техники» освещает развитие тракторостроения и дизелестроения.

Материалы музея отражают историю города от удельного села, основанного старообрядцами в XVIII веке, и «пшеничной столицы Поволжья» XIX века − до современного города с мощной промышленностью, Саратовской ГЭС и Балаковской АЭС, культурными центрами, техникумами и вузами. Музейные выставки представляют страницы истории Балакова, особенности быта в дореволюционном городе.

Мемориальные выставки знакомят с известными балаковцами — Ф.А. Блиновым, изобретателем первого в мире гусеничного трактора; Иваном Васильевичем Маминым − первым городским старостой, меценатом и заводчиком и Евгением Алексеевичем Лебедевым − выдающимся советским актером, народным артистом СССР.