A primeira sede do museu foi o Palácio da Prefeitura, na Praça da República, no Centro do Rio de Janeiro. Em 1941, foi transferido para o Solar de Santa Marinha, conhecido como “Palacete”, no Parque da Cidade. Dois anos depois, mudou-se novamente, desta vez para uma escola na Praça Cardeal Arcoverde, em Copacabana. O museu só retornou ao “Palacete” em 1948, na administração do prefeito Angelo Mendes de Moraes (1947-1951).

Por meio de um convênio com o Governo do Estado, em 1994, a Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro passou a administrar o Museu. Um ano depois, iniciaram-se obras de restauração, que incluíram recuperação do telhado, das estruturas metálicas das varandas e do piso. Construiu-se um anexo com elevador e restaurou-se parte das pinturas decorativas originais.

Uma nova obra foi iniciada em 2011, sendo finalizada em 2021. O "Palacete" e a Capela de São João Batista foram totalmente restaurados e o Casarão de Exposições Temporárias foi adaptado para deficientes físicos, com a inclusão de um elevador e rampas de acessibilidade.

Ao longo da sua história, o MHC realizou exposições, pesquisas e uma ativa programação educativa e cultural.

Entre os projetos desenvolvidos estão:

Estandartes do Museu Histórico da Cidade Sistema de Controle de Bibliotecas Integração ao Sistema de Gerenciamento de Acervos Museológicos (SISGAM) Inventário do Museu Histórico da Cidade: Conferência das Existências Projeto de Conservação de Imagens da Avenida Central de Marc Ferrez Tratamento de Conservação e Restauração das Gravuras Oitocentistas do Museu da Cidade Restauração do Imóvel Reserva Técnica (edital Minc/Ibram).