Im ehemaligen Weltbad Ems entstand bereits Mitte des 19. Jahrhunderts eine private Altertumssammlung. 1906 gründete sich ein Archiv- und Altertumsverein. Zugleich wurden Räume im Kurviertel angemietet, in denen fortan die "Altertumssammlung" zusammengetragen und gezeigt wurde. 1912 zog das Museum in die damalige Höhere Mädchenschule in der Römerstraße 53 um. Durch den Ersten Weltkrieg und die französische Besatzung kam der Museumsbetrieb zum Erliegen. 1934 erwachte es kurzfristig zu neuem Leben und zog in einen neuen Anbau am Rathaus um, in das Erdgeschoss des heutigen Domizils. Nach dem Zweiten Weltkrieg war die "Ortsgeschichtliche Sammlung" in verschiedenen Räumen des Rathauses untergebracht und konnte erst 1976 wieder in den geräumigen Anbau zurückkehren. Seit 1990 wurde die Ausstellungsfläche erheblich vergrößert. Bis heute unterstützt der Verein für Geschichte, Denkmal- und Landschaftspflege e.V. das Museum Bad Ems.