Muzeum w Dukli dała początek wystawa ukazująca Operację Karpacko-Dukielską 1944 roku – jako największą bitwę górską w czasie II wojny światowej. Wystawę zorganizowano w 1964 roku w ramach obchodów 20. rocznicy bitwy dukielskiej. Z inicjatywą powstania tej wystawy, jak również organizacji Muzeum w pałacu mniszchowskim wystąpiła grupa działaczy PTTK z Krosna, Rzeszowa i Dukli.
Z organizacją Muzeum w Dukli łączyło się przede wszystkim podjęcie odbudowy zniszczonego przez działania wojenne i późniejsze zaniedbania zabytkowego zespołu pałacowo – parkowego. Początkowo w jednym, odremontowanym pomieszczeniu na parterze w oficynie południowej zorganizowano wystawę broni, oporządzenia i ekwipunku żołnierskiego zebranego z pól bitewnych wokół Dukli. W 1968 roku wystawę rozbudowano i urządzono już w trzech pomieszczeniach na parterze oficyny północnej. W tym samym roku została podporządkowana Muzeum w Krośnie, jako Oddział Wojskowy w Dukli. Kierownikiem Oddziału Wojskowego, a później dyrektorem Muzeum w Dukli została Irena Okólska.
Samodzielność organizacyjną uzyskało Muzeum dopiero 1 marca 1972 roku – otrzymało wtedy nazwę Muzeum Braterstwa Broni w Dukli i statut jako muzeum regionalne, podporządkowane pod względem merytorycznym Muzeum Okręgowemu w Rzeszowie.
W 1975 roku Muzeum przejęło od Skarbu Państwa zespół pałacowy /środkowy budynek – korpus główny, dwie oficyny „A” i „B” oraz dziedziniec/. Obiekty po wykwaterowaniu lokatorów z oficyn zostały poddane remontowi, który zakończono we wrześniu 1984 roku. Wówczas to, w 40. rocznicę Operacji Karpacko – Dukielskiej (nazywanej inaczej dukielsko-preszowską), otwarto wystawę w środkowym budynku pałacowym, na I i II piętrze, pod nazwą: „Operacja dukielsko-preszowska 1944 roku na tle wydarzeń II wojny światowej”. W latach 1979-1982 Muzeum przejęło również od Skarbu Państwa na własność 11 hektarowy park i gospodarstwo ogrodnicze, co umożliwiło scalenie kompleksu pałacowo-parkowego. W dalszym ciągu część zaplecza gospodarczego użytkowana jest przez Oddział Fabryki Mebli w Krośnie, a sad pałacowy przez Nadleśnictwo Państwowe w Dukli. W zabytkowym parku z XVIII wieku, będącym integralną częścią zespołu pałacowego, sukcesywnie prowadzono prace zabezpieczeniowo-konserwacyjne starodrzewia oraz prace konserwatorskie przy obiektach architektury parkowej /kaplica grobowa, lodownia/.
W 1986 roku Muzeum otrzymało nowy statut nadany przez Wojewodę Krośnieńskiego, mocą którego podniesiono i podporządkowano Wydziałowi Kultury i Sztuki Urzędu Wojewódzkiego w Krośnie, któremu podlegało do 31 grudnia 1999 roku. W 1991 roku zostało przekształcone w Muzeum Historyczne – Pałac w Dukli, a od 1 stycznia 1999 roku jest jednostką organizacyjną Powiatu Krośnieńskiego.
18 września 2012 zespół pałacowo – parkowy w Dukli został odzyskany przez rodzinę Tarnowskich (spadkobierców Stanisława Tarnowskiego – ostatniego właściciela pałacu przed wojną). Muzeum pozostaje dzierżawcą głównego budynku zespołu oraz części dziedzińca, na której znajduje się skansen broni ciężkiej i nadal kontynuuje swoją działalność.
Wystawy stałe prezentowane w Muzeum:
- Z dziejów Dukli i dukielskiego zespołu pałacowo – parkowego.
- Wystawy militarne:
- Na kierunku dukielskim – działania operacji karpackiej i gorlickiej XII 1914 r. -V 1915 r.; Józef Piłsudski. Życie i działalność na tle polskiego czynu zbrojnego i niepodległościowego w latach 1914-1920;
- Wrzesień 1939 roku na Przełęczy Dukielskiej i w Dukli;
- Monte Cassino. 2 Korpus Polski gen. W. Andersa;
- Operacja karpacko – dukielska 8 IX – 30 XI 1944 r.;
- Uzbrojenie i wyposażenie wojsk walczących w Karpatach w latach 1944-1945
- Inspektorat ZWZ – AK “Joachim” Jasło – Krosno – Brzozów – Sanok jako siła zbrojna polskiego państwa podziemnego na Podkarpaciu w latach 1939 – 1944.
- Skansen broni ciężkiej na dziedzińcu Muzeum.
- Każdego roku prezentowane są również wystawy czasowe.
