Официально открыт Охинский краеведческий музей 29 марта 1971 года. Его формированию и открытию предшествовала большая подготовительная работа по сбору экспонатов, систематизации материала. Первоначально музей был создан на общественных началах, имел статус народного. Основателем стала Елизавета Ивановна Михеева. 

Для организации музея 2 апреля 1969 года был создан общественный совет. В него вошло 15 человек. Председателем совета был избран коллекционер и краевед Николай Гаврилович Клименко, ставший впоследствии общественным директором музея. Было разработано и утверждено «Положение о музее».

Николай Клименко добивался создания в городе государственного краеведческого музея, но этого не дождался, уехав в 1970 году из Охи в Хабаровск. Сначала музей был размещён в школе № 9, потом переведен в старое здание Дворца пионеров.

В новом здании Дворца пионеров под музей была выделена половина первого этажа. В общественном совете музея состояли С. Д. Гальцев-Безюк, В. Ш. Брутман, С. М. Зайцев, художники В. Терланов, П. К. Шищенко, В. П. Селех и др. Только за один 1971 год энтузиастами было собрано 800 экспонатов. Первым официальным директором стала Зоя Антоновна Зайцева.

Фонды музея насчитывают более 7000 естественнонаучных, историко-археологических, этнографических и других экспонатов. В экспозиции и фондах хранятся уникальные этнографические и археологические коллекции коренного населения Северного Сахалина, материалы по освоению Сахалина русскими землепроходцами и развитию нефтяной промышленности на Северном Сахалине, экспонаты по животному и растительному миру, образцы горных пород и минералов.

В выставочном зале экспонируются произведения профессиональных и самодеятельных художников, мастеров прикладного творчества, фотоработы. В 2011 году в музее работали 44 выставки. На них экспонировались более 100 работ живописи и графики.

Традиционными стали информационные блоки, которые выпускаются к праздничным, памятным датам и событиям. Сотрудники музея участвуют в проведении исследовательской, информационной, консультативной, методической работы со школами, лицеем, предприятиями, организациями. Оказывают помощь коллегам из других музеев Сахалинской области.