Основные фонды музея, названного в честь путешественника и исследователя стран среднеазиатского региона Г. Потанина, располагаются в историческом здании, возведенном в девяностых годах позапрошлого века и относящемся к категории архитектурных памятников. Некогда здесь держал свои магазины купец Первой гильдии Деров. На втором этаже, где в былые времена располагалась почтово-телеграфная контора, находятся внутренние отделы и офис администрации.
Собственно сам музей был основан фотографом-краеведом Дмитрием Поликарповичем Багаевым в 1942 году, и первые экспозиции были сформированы как раз из собранных им экспонатов и обширной коллекции его фото. Нынешнее название, посвященное Григорию Потанину, музею было присвоено в 1959 году.
Площадь современного краеведческого музея Павлодарской области составляет почти 1,9 тысячи квадратных метров. Общее количество экспонатов превышает 70 тысяч, а для их показа публике используется двенадцать специализированных залов.
Фонды музея непрерывно пополняются палеонтологическими, археологическими, фотоизобразительными, нумизматическими и прочими экспонатами.