Начало формирования коллекции началось в 1964 году с  образования народного краеведческого музея.

В 1979 году Богородицкий             музей был перемещен во дворец графов Бобринских, который находился на территории усадьбы конца XVIII в. Было принято решение соединить музей с филиалом Тульского областного художественного музея. С этого момента он стал комплектоваться как историко-художественный, а в дальнейшем и как Дворец-музей.

Большая часть художественной коллекции состоит из произведений искусства конца XVIII – начала XX в. Все это элементы быта проживавших здесь людей: мраморная скульптура, предметы дворянской мебели, пластика различных заводов и фарфоровая посуда, осветительные приборы, изделия из бронзы и стекла.

К сожалению, живопись старых мастеров, представлена в музее в ограниченном количестве. В основу живописной коллекции музея легли работы народного художника РСФСР М. И. Авилова. Портреты выдающихся деятелей искусства этого же автора составляют лучшую часть коллекции графики музея. В собрании музея можно найти поистине эксклюзивные работы М. И. Авилова. Здесь есть и его авторская копия “Поединка Пересвета с Челубеем” и последняя картина художника, законченная им за два часа до смерти, – “Лошади в поле”. Богородицкий музей обладает наибольшим в России собранием произведений баталиста М. И. Авилова. Коллекция его работ, которая хранится в музее, насчитывает порядка 100 полотен.

Значительную и весьма интересную для посетителей часть музейного собрания составляют коллекция тульских самоваров середины XIX в. и коллекция народного костюма жителей бывшего Богородицкого уезда.

Сотрудники музея выполняют также очень важную собирательскую работу – выявляют и приобретают вещи из Богородицкого дворца, а также собирают материалы о роде Бобринских.