L'acte de naissance du musée de Pontarlier est officieusement posé en 1838 avec l'ouverture officielle, dans l'Hôtel de Ville, d'une "Salle des portraits" (devenue depuis salle du Conseil Municipal), où étaient présentés les portraits de personnalités s'étant illustrées à des titres divers à Pontarlier et dans le Haut-Doubs dans un passé plus ou moins proche.
D'autres pièces ont enrichi cette première collection, au hasard des dons faits à la ville.
Sans existence légale réelle, cette collection est pourtant alors mentionnée dès le début du 20^e siècle dans les documents officiels sous le titre de "musée bibliothèque", puis sous celui de "musée", jusqu'à la création effective du musée en 1977, la création d'un poste de conservateur et l'acquisition par la ville d'un bâtiment pour abriter les collections.
 

> 1982 : ouverture du musée au public
> 1986 : 1^ère extension du musée par l'aménagement d'une annexe à vocation administrative
> 1995 : incendie du musée
> 1998 : ouverture du musée après restauration, réaménagement (salle d'expositions et réserves)
> 2000 : 2^ème extension du musée avec la création d'une salle d'exposition temporaire et la mise à disposition de nouveaux locaux administratifs
> 2001 : 3^ème extension avec l'ouverture d'une salle pour la présentation des collections archéologiques.