Братья Столетовы оставили заметный след в истории: генерал от инфантерии Николай Григорьевич Столетов командовал болгарским ополчением, освобождавшим Болгарию от власти Османской империи во время русско-турецкой войны 1877–1878 гг., Дмитрий Григорьевич – генерал-майор артиллерии, участник сербско-турецкой войны 1876 г. и русско-турецкой войны 1877–1878 гг., Александр Григорьевич – профессор Императорского Московского университета, исследователь ферромагнетизма и фотоэффекта, Василий Григорьевич – владимирский предприниматель, благотворитель.

Первая экспозиция во флигеле, принадлежавшем семейству Столетовых, распахнула двери для посетителей в мае 1976 года. Ее автором стала заведующая историческим отделом музея Лия Романовна Горелик. 

Второй раз музей открылся после реконструкции в 2006 году. 

Ныне, после проведенной в 2019-2021 гг. реставрации, в нем открывается третья по счету экспозиция, представляющая посетителям наследие рода Столетовых и знакомящая с его яркими представителями. Среди экспонатов – предметы интерьера городской усадьбы рубежа XIX-XX вв., физические приборы из университетской лаборатории А.Г. Столетова, награды и предметы вооружения периода русско-турецкой войны 1877–1878 гг., личные вещи Столетовых.

Для посещения Дом-музей Столетовых будет открыт с 30 сентября 2022 года.