W 1960 roku nowo powstałe Towarzystwo Przyjaciół Nauk w Dębicy [obecne Towarzystwo Przyjaciół Ziemi Dębickiej] wystąpiło do lokalnych władz z inicjatywą utworzenia w Dębicy regionalnego muzeum. Dopiero na początku 2003 roku ówczesny burmistrz Edward Brzostowski doprowadził do realizacji tego postulatu.
Organizację muzeum powierzono Januszowi Ożogowi, który został jego pierwszym dyrektorem. Na siedzibę instytucji przeznaczono budynek z końca XIX wieku po byłych koszarach kawalerii. Pierwsze zbiory muzeum pochodziły z Izby Regionalnej TPZD, zakładowych Sal Tradycji niektórych dębickich firm oraz od osób prywatnych. W 2007 roku dyrektor Ożóg odszedł na emeryturę. Nowym dyrektorem został Jacek Dymitrowski. Wówczas też w związku z akcją rewitalizacji terenów byłej jednostki wojskowej muzeum wzbogaciło się o dwa sąsiednie budynki. Jeden z nich został przeznaczony na stałą wystawę dotyczącą historii dębickiego garnizonu wojskowego, drugi zaś na archiwum i bibliotekę muzealną.
Obecnie muzeum posiada następujące działy: archeologiczny, etnograficzny, historyczny, sztuki i wojskowy. Oprócz tego prowadzi wystawy czasowe, tematycznie związane z terenami obecnych powiatów: dębickiego i ropczycko-sędziszowskiego, lekcje muzealne oraz warsztaty dotyczące historii kultury i sztuki. Dysponuje także własną salką projekcyjną.
Do chwili obecnej w muzeum znajduje się sześć stałych wystaw ukazujących historię miasta i okolic od czasów najdawniejszych do 1944 roku.
Są to wystawy:
„Pradzieje i wczesne średniowiecze Ziemi Dębickiej” – w przebudowie przewidywane otwarcie 12 maj 2023
„Dębica – portret miasta i mieszkańców 1358 -1939” – w przebudowie , przewidywane otwarcie 12 maj 20223
„Historia garnizonu dębickiego”
„Dom na podgórzu- kultura ludowa ziemi dębickiej”
„Dębica walcząca 1939-1951” - w przebudowie przewidywane otwarcie wrzesień 2023
„Stare Kino”
Na terenach Muzeum Regionalnego „pod chmurką” możemy zobaczyć interesującą kolekcję militariów, jak również zbiór wozów strażackich od końca XIX do połowy XX wieku.
Muzeum organizuje także wystawy czasowe, najczęściej związane z terenami naszego powiatu oraz jego mieszkańcami. W dotychczasowej historii placówki zorganizowano ich kilkadziesią. Spośród nich największymi, a równocześnie wzbudzającymi największe emocje wśród zwiedzających były: „Wystawa łowiecka”, „Teatr Tadeusza Kantora”, „Stulecie dębickiego sportu”, „Dziadek i wnuk – Robert Berger i Krzysztof Penderecki”, „Portrety” – wystawa rzeźb Sławomira Micka, „Ślady Dębiczan w zbrodni katyńskiej”, „Drogi do Niepodległej”, czy też niedawno „Dawnych dębiczan portret własny” i „Czar kobiecego drobiazgu”. Ostanie lata funkcjonowania Muzeum to także szereg ważnych i efektownych wystaw a wśród nich wyjątkowa „Jawą się stanie co pradziad śnił. Dębiczan wędrówka ku Niepodległej” na stulecie odzyskania przez Polskę niepodległości oraz "Serwus Panie Majster! - obrazy z dziejów dębickiego rzemiosła", "Dzień w którym pękło niebo… dębicki wrzesień 1939 roku", "Koniec pewnego świata. Jeruzalem nie zapomnę o tobie...", „Oblicza sztuki” prezentująca twórczość Ryszarda Paprockiego.
Poza tym muzeum prowadzi działalność wydawniczą. W okresie ostatnich czterech lat muzeum wydało 16 pozycji książkowych z serii: „Biblioteka Dębickich Gryfów”, „Dębickie Źródła Historyczne” i katalogi wystawowe.
Od 2023 roku nowym dyrektorem placówki jest Tomasz Czapla. W tym też roku muzeum obchodzi . swoje 20-ste urodziny. Obecnie w placówce trwają intensywne prace nad przebudową wystaw stałych
Od 2007 roku muzeum posiada własną stronę internetową: www.muzeumdebica.pl , zaś od 2010 roku własny kanał na YouTube i stronę na Facebook.