Первый музей во Владимирской губернии был образован в 1854 г. при Владимирском губернском статистическом комитете по инициативе секретаря комитета К.Н. Тихонравова. Музей расположился в одном из залов Владимирской мужской гимназии, к 1875 г. в его собрании числилось до 300 экспонатов. После смерти Тихонравова в 1879 г. деятельность музея угасла, а экспонаты к 1890 г. были переданы в Императорский Российский исторический музей, а также в местное древлехранилище при Братстве Александра Невского.
В 1898 г. по инициативе А.В. Селиванова и А.В. Смирнова была образована Владимирская губернская ученая архивная комиссия, при которой был также создан музей. Музей первоначально расположился в одном из помещений Золотых ворот. В 1900 г. на средства частных жертвователей началось строительство специального здания по проекту архитектора П.Г. Бегена. Здание было построено в 1903 г., а в 1906 г. в нем была открыта экспозиция.
В мае 1918 г. музей был передан Губернской комиссии по охране памятников старины и искусства. В это время он активно пополнялся новыми предметами, поступавшими из Братства Александра Невского, церквей и монастырей, усадеб Владимирской губернии, музеев гренадерских полков.
В 1922 г. по инициативе Василия Ивановича Романовского был создан Суздальский краеведческий музей, открытый в ноябре 1923 г. для посещения. С 1931 г. музей в Суздале возглавлял Алексей Дмитриевич Варганов, стараниями которого в городе проводились археологические исследования, а также начались реставрационные работы Рождественского собора и других памятников Суздальского кремля.
Владимиро-Суздальский историко-художественный и архитектурный музей-заповедник был образован по распоряжению Совета министров 11 сентября 1958 г. В его состав были включены историко-архитектурные памятники Владимира, Боголюбова и Суздаля. Первым директором объединенного музея стал А.Д. Варганов. В январе 1960 г. должность директора заняла Алиса Ивановна Аксенова, начался новый этап в истории музея. Под руководством А.И. Аксеновой Владимиро-Суздальский музей-заповедник превратился в одно из ведущих музейных объединений России.
В 60-70 гг. в Суздале проходит масштабная реставрация памятников, открывается множество новых экспозиций. Были отреставрированы и восстановлены уникальный свод Крестовой палаты, Рождественский собор XIII в., комплекс Спасо-Евфимиева монастыря, создана плеяда экспозиций. На месте давно исчезнувшего Дмитриевского монастыря в 1960–1970-е гг. расположился Музей деревянного зодчества.
В 1977 г. группе владимирских и суздальских музейщиков и реставраторов была присуждена Государственная премия РСФСР за комплексную реставрацию и музеефикацию памятников архитектуры. Символами заслуг музея-заповедника в деле музеефикации памятников Суздаля стали проведенные на базе музея XI Генеральная конференция Международного комитета музеев (ИКОМ) в 1977 г. и сессия Генеральной ассамблеи Международного совета по вопросам памятников и достопримечательных мест (ИКОМОС) в 1978 г.
Музеефикация памятников Владимира ознаменовалась созданием интересных экспозиций: Дом-музей Столетовых, «Старый Владимир», «Лаковая миниатюра, хрусталь, вышивка», «Владимир советский», исторической экспозиции и многочисленных выставок.
С 1974 г. по 1989 г. в состав музея-заповедника были включены девять филиалов – музеи, расположенные в районных центрах области.
В Международный день музеев 18 мая 1983 г. в Георгиевском соборе Гусь-Хрустального открылся первый в стране Музей Хрусталя. В здании собора был проведён огромный объём реставрационных работ, а после открытия была возвращена на своё место отреставрированная картина В. Васнецова «Страшный суд».
Восьмидесятые годы отмечены созданием ряда ярких экспозиций во Владимире: «Часы и время», «Православие и русская культура», Картинной галереи.
В 1992 г. 8 архитектурных памятников и ансамблей музея-заповедника были включены в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. В том же году музею было передано здание бывших Присутственных мест, где был создан Культурно-образовательный центр «Палаты», включивший в себя Детский центр. В залах второго этажа разместилась выставка «Минувших дней очарованье…», а также обновленная Картинная галерея.
Огромный объём выполненных в короткие сроки реставрационных работ и создание прекрасного комплекса экспозиций выглядели впечатляюще. Всё это послужило основой для выдвижения музея-заповедника на участие в конкурсе «Лучший музей Европы – 1998». Из 70 музеев Европы, выдвинутых на соискание премий, было отобрано 10 равноправных номинантов, в число которых вошёл и Владимиро-Суздальский музей-заповедник, отмеченный дипломом «Особая похвала – признание – 1998».
Указом Президента Российской Федерации Б.Н. Ельцина от 15 января 1998 г. музей-заповедник был включён в Государственный свод особо ценных объектов культурного наследия народов РФ. 14 мая 1998 г. Приказом Министерства культуры Владимиро-Суздальской музей-заповедник приобрел федеральный статус. В 2000 году творческий коллектив, во главе с генеральным директором А.И. Аксёновой, работавший над созданием одного из первых в стране Детского музейного центра, был удостоен Премии Президента России в области образования. Трижды (в 2000, 2002 и 2004 гг.) наш музей посетил Президент России В.В. Путин; дважды – Президент РФ Д.А. Медведев.