Temelj za osnivanje Gradskog muzeja Vinkovci 7. studenog 1946. godine, bila je zbirka kolekcionara Mate Medvedovića koju je Gradsko poglavarstvo Vinkovaca otkupilo još 1942. godine. Kasnije su ovom osnovnom fundusu pridružene arheološka zbirka Matije Klajna i numizmatička zbirka Benka Horvata.

Prvi Postav realiziran je 1948. godine s izloženom arheološkom građom u zgradi nekadašnje Vjeresijske banke u Istarskoj ulici. Muzej se useljava na prvi kat današnjeg objekta smještenog na Trgu bana Josipa Šokčevića 16 (kasnobaroknu zgradu sagrađenu početkom 80-ih godina 18. stoljeća za potrebe Zapovjedništva i glavne straže 7. Brodske graničarke pukovnije) useljava 1950. godine, a nakon temeljite adaptacije otvara se Stalni postav 1952. godine s izloženom građom od prapovijesti do 1945. godine.

U kasnijem razdoblju pojačava se interes za prikupljanjem kulturno povijesne i etnološke građe, otkupima i darovima, uz prikupljanje arheološke građe putem iskopavanja. Uz mali broj zaposlenika u Muzeju je djelovao i Likovni odjel, koji je u povodu 20. obljetnice Muzeja, 1966. godine izdvojen u samostalnu ustanovu – Galeriju likovnih umjetnosti smještenu od 1970. godine u posebnu zgradu na adresi u Dugoj ulici 3 (u povijesnu građansku zgradu iz 1840. godine).

Stalni muzejski postav na prvom katu nije doživljavao veće promjene u koncepciji, osim što je u istočnom dijelu prizemlja 1983. godine adaptiran prostor i otvoren Stalni postav NOB-a za razdoblje Drugog svjetskog rata. Stalni postavi se zatvaraju 1986. godine zbog narušene statike i oštećenja zgrade, a djelomična obnova završena je 1990. godine.

Početkom 1991. godine Galerija likovnih umjetnosti ponovno je pripojena Muzeju kao Galerijski odjel. Pred Domovinski rat Muzej je bio u posjedu cijele zgrade s prizemljem i preuređenim potkrovljem. Zbog ratnih događanja u listopadu 1991. godine glavnina muzejske građe izmještena je na sigurnije područje Hrvatske – u prostore Gradskog muzeja Varaždin, gdje je prihvaćena i udomljena do 1997. godine. Tijekom 1992. i dijelom 1993. godine muzejski rad se odvijao u zgradi Galerije do povratka u djelomično adaptiranu i obnovljenu od ratnih stradanja zgradu Muzeja.

Zgrada Galerije u kojoj je Galerijski odjel od 2004. godine nosi naziv Galerija likovnih umjetnosti Slavko Kopač.

Od 2005. godine Muzej dobiva i treću zgradu u dvorištu glavne zgrade, nekadašnji vinkovački sudski zatvor, u kojoj je smještana Uprava Muzeja, većina ureda, stručna knjižnica  te arheološke i povijesne čuvaonice.

U sastavu kompleksnog zavičajnog Muzeja danas djeluju: Arheološki, Etnološki, Povijesni i Galerijski odjel s vrijednom i bogatom građom s vinkovačkog i drugih područja. Prirodoslovno-šumarski odjel ugašen je 2007. godine nakon trajne posudbe  većine njegove građe novootvorenom Šumarskom muzeju u Bošnjacima.

Stalni etnološki postav Gradskoga muzeji Vinkovci realiziran je i otvoren 7. studenog 2001. godine u Potkrovlju glavne zgrade, u povodu 55. obljetnice Muzeja, kao prvi suvremeni muzejski stalni postav. U životnoj i muzeološkoj cjelini izloženo je oko 1500 predmeta kao presjek tradicijske baštine vinkovačkog kraja. U središnjem multimedijalnom prostoru Stalnoga postava održano je preko 100  događanja – različitih priredbi iz područja kulture.