1984年2月10日，茂名市文化局给市委、市政府和茂名石油公司党委呈送了《关于兴建茂名市博物馆的报告》，市政府、石油公司分别从地方财政和发展基金中各拨款30万元兴建茂名市博物馆；同年6月，茂名市博物馆筹建小组正式成立。

1986年5月，茂名市博物馆南楼建成交付使用。

1994年2月，茂名市博物馆兴建主楼第一层，并于5月建成交付使用。

1996年5月，茂名市博物馆主楼2至4层主体工程建设和二楼展厅装修完成。

1998年5月，茂名市博物馆正式对外开放。

2002年7月，茂名市博物馆馆内各项陈列展览完成正式免费对外开放。

2014年10月，茂名市博物馆进行了整体改造。

2015年9月，茂名市博物馆重新对外开放。