Bollnäs museum byggdes 1929 med ett mycket specifikt syfte. Arthur Liljedahl (1869–1960) var godsägare på Nytorps lantegendom och hade en unik samling av Hälsinglands flora och fauna. Samlingen inkluderade uppstoppade djur, ägg, fågelbon, herbarier, stenar och ett biologiskt bibliotek. 1926 ville han donera sin samling till Bollnäs församling, med kravet att den skulle förvaras i en brandsäker lokal och användas i undervisningssyfte. Församlingen sökte samarbete med hembygdsföreningen. Med Bricken Gyllenhammar i spetsen lyckades de gemensamt samla in pengar till byggandet av ett museum.
Carl Bååth ritade byggnaden, inspirerad av antik tempelarkitektur. Museet stod färdigt till den stora Bollnäsutställningen 1929. Den sommaren besökte 160 005 personer utställningsområdet som visade industri, hantverk och konst.
I museet fanns från början ett biologiskt museum, ett hembygdsarkiv och ett bibliotek.
1970 köpte Bollnäs kommun byggnaden och flera andra verksamheter flyttade in, bland annat konstnären Fritiof Strandberg som hade sin ateljé på andra våningen under 1970-80 talen. 1995 invigdes Bollnäs konsthall i museets entréplan.