Серовский исторический музей — один из старейших на Северном Урале. 1 мая 1920 года в Серове, тогда носившем имя Надеждинск, был основан музей природоведения и изучения местного края, штат сотрудников состоял всего из двух человек: заведующего и сторожа. Основу будущей экспозиции составила коллекция минералов, переданная Геологическим музеем Турьинских рудников. Для посетителей музей был открыт с 15 мая 1920 года. Музей находился в Загородке, так до революции назывался квартал, где проживала администрация и инженерно-технические работники Надеждинского завода, и размещался в двух комнатах дома № 96. В 1921-1922 годах с целью пополнения музейных фондов приобретались книги, атласы, приборы, собирались образцы полезных ископаемых. Также проводились метеорологические наблюдения и составлялись месячные отчеты для Екатеринбургской обсерватории.
С 1931 года музей занимал две комнаты в недавно построенном Дворце культуры металлургов. Многие ценные экспонаты, которые сегодня представлены в постоянной экспозиции, были переданы в дар музею жителями города в 1930-е годы. С мая 1953 года по настоящее время Серовский музей находится на первом этаже жилого дома по адресу улица Ленина, дом 136. 1950-1970-е годы стали временем активной работы по систематизации и пополнению музейных фондов. В 1960-е года проводились экспедиции с участием сотрудников музея, была сформирована богатая археологическая коллекция. Исследовались памятники эпохи неолита, бронзового и железного веков на территории Серовского, Гаринского и Сосьвинского районов.
Важным событием в истории Серовского музея стало открытие в 1964 году планетария. В настоящее время в Свердловской области — это единственный действующий планетарий подобного типа. В 1979 году Серовский музей получил профиль исторического. На сегодняшний день в музее функционируют: планетарий, зал временных выставок и историческая экспозиция «Надеждинск — Кабаковск — Серов», открытая в мае 2008 года.