A Pataji Múzeumot 1959-ben Pastyik István történelemtanár alapította meg, aki közel 40 évig volt a Pataji Múzeum igazgatója. Kezdetben csak néhány tárgy volt. Ezeket a tárgyakat az Általános Iskola egyik épületének kis helyiségében helyezték el. Néhány hónap alatt szűkké vált a hely és a gyűjteményt áthelyezték egy nagyobb terembe.

A Pataji Múzeum akkori igazgatója kiszemelt egy parasztházat, amelyhez istálló is tartozott. Ezt megvették, és rendbe hozták, majd a múzeumot 1962 nyarán megnyitották. Első látogatója Kodály Zoltán zeneszerző és kísérete volt.

Az 1960-as évek derekán rendbe hozták ezt a parasztházat és az istállóját. 1968 nyarán pataji tájházként ünnepélyesen megnyitották. Állandó kiállításának címe: Pataji parasztház a XIX. században. Később ezt átrendezte dr. K. Csilléry Klára néprajzkutató (Néprajzi Múzeum, Budapest), Sólymos Ede, bajai múzeumigazgató, valamint a pataji múzeumigazgató a helyi parasztasszonyok segítségével. (Egyébként pataji paraszti lakóház Szentendrén a Szabadtéri Néprajzi Múzeum területén is található.)

A Múzeum raktárába szinte ömlött Patajról az anyag. Részint ez, részint pedig az, hogy a pataji unitáriusok kihalóban voltak, fölvetették a múzeumigazgatóban azt a gondolatot, hogy az unitárius templomot úgy kell megmentenie, hogy abból múzeumépület legyen. 1975-ben az állam - látva a múzeumi gyűjtemény gyors növekedését - megvette az épületet. A következő hét évben gondosan felújították a templomot, majd 1982-ben ünnepélyes keretek között megnyitották.

Miközben az unitárius templomot rendbe hozták, a múzeumigazgató megszerezte a tájházzal szomszédos két épületet is: egy 19. századi kovácsműhelyt és a hozzá tartozó lakóépületet, amely 1804-ben épült. A kovácsműhelyes épületet kovácsműhelyként fogják berendezni, ehhez a múzeumnak már régóta megvan a teljes gyűjteménye.

Mind a négy épület városképi jelentőségű népi műemlék. (Dunapataj egyébként mezőváros volt 3 és fél évszázadon keresztül.) Ezek az épületek a népi építészet közel 200 éves emlékei.

Az egykori unitárius templom a múzeumi élet központja, ahol kiállítások, előadások és hangversenyek szoktak lenni. A templomépületben a templomhajóhoz szobák csatlakoznak. Itt helyezték el a dokumentációs gyűjteményt.

Jelenleg Schill Tamás a múzeum vezetője. 2001-ben nagy felújítást végeztek az egykori unitárius templomon, így most már teljes pompában várja a látogatókat. Az erdélyi templom kazettás mennyezete egyedülálló Magyarországon.