Здание музея было построено в 1892 году, в настоящее время его окружают еще три пристройки. Их открытие состоялось в юбилейные даты Ломоносова. Выставочный зал, в котором разместились две постоянные выставки: «Картины северных художников» и «Холмогорская резная кость» - открылся к 290-летию Ломоносова. К его 300-летию был открыт зал, предназначенный для проведения временных выставок, а также конференц-зал, в котором проходят мероприятия, связанные с Михаилом Васильевичем. В музее также находятся библиотека и музейные фонды. Музей за 70 лет существования посетило около 650 тысяч человек.
Значительно количество посетителей снизилось в «перестроечное» время. Сейчас это количество постепенно растет, но все же достигает уровня посещаемости 80-х и 90-х годов. Тогда это количество составляло около 35 тысяч человек в год. Главным направлением в деятельности музея остается сохранение и пополнение фондов музея, также пропаганда и научной деятельности и жизни Ломоносова. Руководителем музея с 2015 года является Хаймусов А.Н.