พิพิธภัณฑ์เมืองเลย  เกิดจากการที่จังหวัดเลย  ได้ปรับปรุง อาคารศาลากลางจังหวัดเลย (หลังเก่า)ซึ่งเคยเป็นที่ประทับแรมของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลเดชมหาราช  และสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์พระบรมราชินีนาถ เมื่อครั้งเสด็จเยี่ยมพสกนิกรชาวจังหวัดเลย  ระหว่างวันที่ 6-7  พฤศจิกายน  2498  และเพื่อเป็นการระลึกถึงพระมหากรุณาธิคุณ ของล้นเกล้าล้นกระหม่อมทั้งสองพระองค์ในครั้งนี้จึงได้มีการจัดทำโครงการเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวในวโรกาสที่เจริญพระชนมพรรษา 7 รอบ  84  พรรษา 5 ธันวาคม 2554 และนำเอาพระบรมฉายาลักษณ์ ประดิษฐานไว้ให้พสกนิกรชาวไทยโดยเฉพาะชาวเมืองเลย ได้มีการเชิญนักวิชาการจากมหาวิทยาลัยราชภัฏเลย นักประวัติศาสตร์ได้ปรึกษา หารือ สืบค้นหาหลักฐานแล้วกำหนดโซนการเรียนรู้ เป็น 7 โซน  ได้แก่

 โซนที่ 1  มารู้จักเมืองเลย  แสดงสัญลักษณ์ของจังหวัดเลยที่เป็นเอกลักษณ์ของคนเมืองเลย  ได้แก่  พระธาตุศรีสองรัก อุเทสิกเจดีย์ ที่สร้างโดยสมเด็จพระมหาจักรพรรดิพระมหากษัตริย์แห่งกรุงศรีอยุธยาและพระเจ้าไชยเชษฐาธิราช  แห่งกรุงศรีสัตนาคนหุต (เวียงจันทร์) เมื่อปี พ.ศ. 2103

 โซน 2 ย้อนประวัติศาสตร์  นำหลักฐานทางโบราณคดีที่มีตั้งแต่ยุคดึกดำบรรพ์มาแสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการของเผ่าพันธุ์คนเมืองเลย

 โซนที่ 3 รวมเผ่าชนทุกเหล่านำภาพจำลองของเผ่าพันธุ์ต่างๆ ที่อาศัยอยู่ในบริเวณนี้ซึ่งได้แก่ ไทเลย ไทยพวน ไทดำ ไทเลยเชื้อสายเวียดนาม

โซนที่ 4 วัฒนธรรมก่อกำเนิดเมืองเลยผู้ชมจะเห็นถึงประเพรีวัฒนธรรมฮีตสิบสองคองสิบสี่ ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว แตกต่างจากชาวอีสานอื่นๆ วัฒนธรรมลุ่มน้ำโขง

โซนที่ 5 ยุทธศาสตร์และอาณาเขต สภาพทางธรณีวิทยาที่มีความหลากหลายทั้งภูเขาสูง ที่ราบเชิงเขาที่ราบลุ่ม และแม่น้ำทำให้จังหวัดเลยมีคำขวัญว่า “เมืองแห่งทะเลภูเขา สุดหนาวในสยาม” การเป็นเมืองชายแดนที่มีอาณาเขตติดต่อกับประเทศสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว ถึง 194 กิโลเมตร และมีช่องทางติดต่อค้าขายกันตลอดแนว

โซนที่ 6 การบริการและการปกครองลำดับเหตุการณ์สำคัญของการตั้งเมือง ตั้งแต่สมัยบูรณาญาสิทธิราช  จนกระทั้งสมัยการปกครองในระบอบประชาธิปไตย อันมีพระมหากษัตริย์ทรงเป็นประมุข

โซนที่ 7 สรรเสริญพระบารมี ห้องนี้เคยเป็นที่ประทับแรมของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวและสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ เมื่อครั้งเสด็จพระราชดำเนินเยี่ยมพสกนิกรชาวจังหวัดเลยครั้งแรกเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน พุทธศักราช 2498 แล้วเสด็จลงพลับพลาที่ประทับหน้าพิพิธภัณฑ์แห่งนี้และได้มีกระแสพระราชดำรัสแก่ประชาชนชาวจังหวัดเลยที่มาเฝ้ารับเสด็จฯ อย่างคับคั่ง เต็มสนาม