Експонатите, разкриващи богатото историческо минало на Пещера и района са обработени, подредени и на 22 юни 1969 г. историческата сбирка тържествено отваря врати. Постепенно музеят се утвърждава като институцията в града, която се грижи за събиране, проучване, опазване и популяризиране на движимите и недвижимите паметници на културата, на културно историческото наследство. Основната дейност на музея се насочва по следните направления: Събирателска дейност, Научна обработка на материалите, Научно – изследователска работа, Културна и обществена дейност, Опазване паметниците на културата. Създава се фондохранилище, оформено от Основен, Обменен и Научно – спомагателен фонд. През изтеклите десетилетия фондовете и архивите на музея бяха обогатени както с много експонати – предмети, снимки и документи, разказващи за материалния и духовния живот на хората от града и района, така и с редица краеведски трудове, търсени и ползвани от ученици, студенти, преподаватели, граждани. Всички тези исторически изследвания ставаха достояние на пещерската общественост чрез многобройните публикации в местния и националния печат, издаване на монографии, очерци, сборници и енциклопедии. Внимание заслужават имената на една значителна група ентусиасти – професионални историци, работещи в музея, и на любители – краеведи, сътрудници на музея, автори на огромна историческа литература, влезла в почти всеки пещерски дом. Това са: Петър Велков, Иван Карнабатлов, Димитър Калинов, Анастас Пунев, Стефан Попчев, Здравка Попова, Димитър Павлов и др.
Музеят има и национално признание като доказателство за това са домакинствата на два исторически форума – Националната археологическа конференция през 2001 г. и на Националната конференция по Праистория през 2006 г. Историческият музей е инициатор и предприе археологически разкопки на най – големия недвижим паметник на културата от времето на каменната епоха в района – селищната могила при с. Капитан Димитриево, проучвания финансирани от Община Пещера и Археологическия институт с музей при БАН и продължили от 1998 г. до 2004 г. Експонати от селищната могила участваха в редица авторитетни изложби в Европа – през 2002 г. в Брюксел, в Бон през 2004 г. и в Базел през 2007 г. ,представяйки Древните цивилизации на България. Активното участие на Музея в дейностите по осъществяването на проекта за консервация, реставрация и експониране на античната и средновековна крепост „Перистера“, допринесе за превръщането на обекта в атрактивна и привлекателна дестинация за български и чуждестранни туристи. Крепостта е културно – исторически паметник с национално значение, експонирана в резултат на археологическите разкопки на хълма “Св. Петка”, започнали през 2007 г., като съвместна експедиция на нашия музей и на Националния исторически музей. През годините музеите, възприемани традиционно като места за историческа памет, придобиха и значителна образователна функция. Така и музеят в Пещера се превърна в място, в което учениците от училищата провеждат уроци по история, чествания на различни исторически събития и личности, както от местната така и от националната ни история. Традиционно се работи с ученици, участващи в клубове по краезнание и кръжоци по история. Всичко това допринася за издигане патриотичното възпитание на младото поколение и преклонение и почит към делата на значимите фигури от местната история. Музеят със своята експозиция и съхранявани предмети на наследството става важен и за туристическото развитие на град Пещера и района. Именно това е една от най-новите, модерни функции на музея – да бъде туристически център, да участва в културния туризъм, заедно с другите културно – исторически и природни забележителности в региона. Всичко това дава основание за самочувствие и гордост, защото като културна институция Историческият музей е основен фактор за изучаването, експонирането и популяризирането на богатото културно – историческото наследство на Пещера вече цели пет десетилетия.
