Первые экспозиции «народного музея» молодого горняцкого города Сибай появились в конце 1950-х годов. Они включали разделы, посвящённые истории края, развитию горнозаводской промышленности и героям Гражданской войны. Огромный вклад в создание коллекции и её систематизацию внесли краевед Ф. В. Папков и добровольные помощники — З. В. Смирнова, Ш. М. Шарипов, Б. М. Магадеева, супруги Музиповы.

Уже в конце 1960-х годов историко-краеведческий музей работал в здании учебно-консультационного пункта Магнитогорского горно-металлургического комбината. Экспонаты были размещены в двух залах и сгруппированы по темам: «Природа края», «Нумизматика», «Башкирская национальная одежда», «Портреты борцов за Советскую власть» и «История освоения Сибайского месторождения (1920–1940 гг.)».

Всего за 7 лет было создано 6 залов: «Растительный и животный мир Зауралья», «Археологии и этнографии», «Довоенный зал», «Боевой славы», «Башкирский медно-серный комбинат», «Информационный».

В 1991 году музей вошёл в состав государственной музейной сети Башкортостана в статусе филиала Национального музея РБ. С 1993 года началась работа над оформлением новых экспозиций в здании по проспекту Горняков, 45. Под экспозиционные нужды было выделено 967,7 кв. м. Первоначальное оформление залов выполнили художники Р. З. Гальфауров и Р. Ю. Атауллин под руководством А. А. Мелентьева — художника Национального музея Республики Башкортостан. Позднее работу продолжили сибайские художники А. А. Шарипов и Р. Р. Тураев, а также таксидермист Е. В. Канищев. 

Один из самых масштабных залов — «Растительный и животный мир Зауралья». Его украшают несколько впечатляющих диорам, передающих атмосферу природы региона:

• «Беркут с добычей»

• «Степное Зауралье»

• «Дно реки Туяляс»

• «Осенний лес»

• «Тетеревиный ток»

• «Медведь в пещере»

• «Ночная охота волков на склонах Ирандыка»

• «Водопад Гадельша»

Чучела животных и птиц, использованные в диорамах, были выполнены талантливыми таксидермистами В. Н. Бугряковым и Е. В. Канищевым.