Zalaegerszegen a múzeumalapítás gondolatát először 1898-ban egy hírlapi cikkben Borbély György gimnáziumi tanár vetette fel. 1907-ben ugyancsak Borbély vezetésével a gimnázium tanári kara kezdte gyűjteni a régiségeket, valamint a néprajzi emlékeket. A tárgyak nagyobb része az I. világháború idején szétszóródott, kisebb része Keszthelyre került. 1935-ben Fára József levéltáros állt élére egy újabb múzeumszervezési mozgalomnak, a munkája nyomán létrejött Göcseji Gyűjteményt azonban nem sikerült múzeummá szervezni, és csak töredéke vészelte át a II. világháborút.

A Göcseji Múzeum 1950-ben jött létre, első szakembere, illetve 1969-ig vezetője Szentmihályi Imre néprajzos volt. A volt Városházán először csak két, összesen 50 négyzetméternyi helyiséget kapott, s a Göcseji Gyűjtemény megmaradt néhány tárgyát vehette át.

Az első évtizedben elsősorban a néprajzi gyűjteményt teremtette meg Göcsej archaikus népi gazdálkodásának, lakáskultúrájának, valamint népművészetének emlékeiből. Különösen kiemelkedő sikert hozott a régi földművelés eszközeinek és a pásztorfaragás tárgyainak, elsősorban a díszített mángorlóknak a gyűjtése.

A későbbi kutatás számára rendkívül nagy értéket jelent a Szentmihályi által készített több ezer fotó, melyek nagyobb része az akkor még hagyományos göcseji faluképet és a népi építészet örökítette meg. 1953 őszén megnyílt a Göcsej népi kultúráját bemutató első állandó kiállítása, 1960-ban megjelent a Göcseji Múzeum jubileumi emlékkönyve, benne sok, a megye történetére vonatkozó fontos tanulmánnyal.

1962-ben az intézmény a Megyei Tanács kezelésébe került. Rövid ideig egy-egy régész is dolgozott itt (1962-63-ban Valter Ilona, 1967-69-ben Müller Róbert), de a megfelelő munkafeltételek hiánya miatt mindketten más munkahelyre távoztak.

1963-ban kezdődött a Göcseji Falumúzeum építése. A Göcsej népi építészetét bemutató szabadtéri kiállítás tudományos terveit Barabás Jenő egyetemi docens, Szentmihályi Imre néprajzos múzeumvezető és Tóth János építészmérnök készítették. A rendkívül nagy munka szervezésére a múzeum munkatársi gárdája rendkívül kicsi volt, ezért a Megyei Tanács irányításával egy széleskörű munkabizottság segítette. Hazánk első szabadtéri néprajzi múzeuma 1968. augusztus 20-án nyílt meg. A következő évtizedben ehhez társult három, eredeti helyén megőrzött és múzeumként berendezett múlt századi paraszti porta: Káváson, Csesztregen, Zalalövőn.

1969-ben kapta meg a múzeum a városi tanács nagyon rossz állapotú székházát, amely 1892-ben bérház céljára épült. A felújítás 1973-ban befejeződött, ekkor nyíltak meg új időszaki kiállításai. Közben, 1972-ben létrejött a Zala Megyei Múzeumi Szervezet, s ennek keretében a Göcseji Múzeum megyei múzeummá vált. 1976-ban Kisfaludi Strobl Zsigmond szobrászművész hagyatékából a földszinti nagy kiállító teremben elkészült a Kisfaludi Strobl Gyűjtemény, amely 1990-ben költözött mai helyére. 1979-ben pedig megnyílt a Zala megye története című állandó kiállítás is.

Elsősorban a régészeti tevékenység erősödött meg: az Országos Műemléki Felügyelőséggel, az ELTE Régészeti Tanszékével, valamint a MTA Régészeti Intézetével közös munkákra került sor. 1978-ban megindult a Kis-Balaton régészeti kutatásának előkészítése, ez az 1980-as években az ország egyik legnagyobb tervszerű feltárásává vált. Folytatásaként került sor a Hahóti medence hasonló vizsgálatára. 1980-tól váltak rendszeresebbé és gyümölcsözőbbé a nemzetközi kapcsolatok, elsősorban Ausztria, Németország, valamint Jugoszlávia (később Szlovénia) társintézményeivel. A kibővült, nagyobb gyakorlatú munkatársi gárda 1974 után - az országos és a más megyei kiadványokon kívül - elsősorban a megyei közgyűjtemények közös folyóiratában, a Zalai gyűjteményben, 1987. után pedig saját, Zalai Múzeum című periodikájában adja közre tanulmányait.

1992. után sor került a múzeum épületének újabb felújítására, a padlástérben 1997-ben elkészültek a korszerű munkahelyek, így a felszabaduló épületrészekben korszerű raktárakat sikerült létesíteni.