Muzeum mieści się w poklasztornym budynku zbudowanym na początku XVII wieku dla sióstr Bernardynek. Fundatorką była matka hetmana wielkiego Stanisława Koniecpolskiego. W roku 1818 zakonnice zostały przeniesione do budynków klasztoru popaulińskiego ( ).
Oddziałem Muzeum Ziemi Wieluńskiej jest Muzeum Wnętrz Dworskich w Ożarowie, mieszczące się w dawnym dworze szlacheckim.