พิพิธภัณฑ์เมืองเลย เกิดจากการที่จังหวัดเลยได้ปรับปรุงอาคารศาลากลางจังหวัดหลังเก่า ซึ่งเคยเป็นที่ประทับแรมของ พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช และสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ เมื่อครั้งเสด็จเยี่ยมพสกนิกรชาวจังหวัดเลย ระหว่างวันที่ 6-7 พฤศจิกายน พ.ศ. 2498 และเพื่อเป็นการระลึกถึงพระมหากรุณาธิคุณของล้นเกล้าล้นกระหม่อมทั้งสองพระองค์ จึงได้มีการจัดทำโครงการเฉลิมพระเกียรติ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 9 ในโอกาสที่เจริญพระชนมพรรษาครบ 7 รอบ 5 ธันวาคม พ.ศ. 2554 และได้นำพระบรมฉายาลักษณ์ ประดิษฐานไว้ให้พสกนิกรชาวไทยโดยเฉพาะชาวเมืองเลยได้ถวายความจงรักภักดี
ห้องประวัติศาสตร์เมืองเลย จัดแสดงเอกลักษณ์ทางวัฒนธรรม มรดกทางธรรมชาติ และกลุ่มชาติพันธุ์ในจังหวัดเลย ห้องวัฒนธรรมประเพณี จัดแสดงเกี่ยวกับวัฒนธรรมประเพณีที่สำคัญของจังหวัดเลย ห้องรอยเสด็จฯ จัดแสดงพระเก้าอี้ ฯลฯ