우리나라의 역사⋅문화⋅예술⋅민속⋅인류학, 특히 향토문화 분야의 자료수집⋅보관⋅진열⋅전시 및 이에 관한 자료의 조사, 연구를 통한 학문연구에 이바지하고, 나아가 학생 및 교직원은 물론 지역주민의 애향심 고취와 전통문화에 대한 이해를 돕기 위해 설립되었다.
1968년 4월 24일 충남대학교 훈령 제57호에 의거하여 그 해 5월 1일 도서관 1층에 개관하였다. 전시유물을 확보하기 위한 적극적인 수집활동 결과 동춘당(同春堂)송준길(宋浚吉)의 종손으로부터 유복(儒服), 유건(儒巾), 조복(朝服), 서책(書冊), 호패(號牌), 가마, 대연(大硏) 등을 기증 받게 되었고 진열실도 확충되면서 박물관의 면모를 갖추게 되었다. 한편 학술조사의 필요성에 따라 유명무실하던 백제문화연구회를 해체하고, 백제연구소를 박물관 부속으로 설치하면서 1970년 10월 15일 『백제연구(百濟硏究)』 창간호를 발간하게 되었다. 이 백제연구소는 1979년 박물관에서 분리되어 문과대학 소속으로 바뀔 때까지 지역문화 연구와 백제사 연구를 중심으로 발전하였다.
1974년 5월 제4대 박물관장으로 윤무병(尹武炳)이 취임하면서 도서관에서 분리되어 독립 운영되었다. 1982년 5월 대덕캠퍼스로 이전하여 도서관 1층에 전시실 2개, 수장고 1개소, 행정실 및 학예연구실 등 규모가 확대되었다. 1995년 5월 25일에 학교사(學校史) 자료의 수집, 정리 및 전시의 필요성이 제기되어 문화동 캠퍼스에 남아있던 구 문리대건물(3층 슬라브 건물)을 학교사적 제1호로 지정하고, 이곳에 박물관 부속 교사박물관을 설치하였다.
2000년 3월 전시실 1개소, 수장고 3개소, 시청각실 1개소 등 연건평 1,232평의 지하 1층, 지상 2층의 건물의 박물관 전용 독립건물이 준공되어 개관 32년만에 교육 · 전시 · 연구기능을 수행할 수 있게 되었다.
박물관은 대지면적 6,260㎡에 지하 1층 지상 2층의 독립건물로 연면적 4,074㎡이다. 소장하고 있는 유물은 금속제품 136점, 옥석(玉石)제품 212점, 토기와 도자기 1,671점, 나무 · 칠제품 74점, 의류 17점, 서화류 96점 등 2,500여 점이 있다. 또한 지표조사와 발굴조사와 같은 학술조사를 통해 확보하고 있는 매장유산은 부여 정림사지, 부여 쌍북리 유적, 부여 백제 왕궁지 유적, 목천토성, 보령 성주사지 등 60여 개 유적 672점 40,000여 상자를 보관 관리하고 있다. 이외에 개교 이후 60여 년의 학교 발자취를 보여주는 문서류, 교복, 기념품 등 학교역사 자료 7종 23,000여 점을 보관하고 있다.
교육사업으로는 2001년부터 꾸준히 역사와 문화에 관심있는 지역주민을 대상으로 박물관대학을 개설하여 매년 다양한 주제를 선정하여 학계의 저명한 전문가를 초빙하여 수준 높은 강좌를 개설하고 있다. 또 지역의 초등학교 4∼6학년을 대상으로 어린이박물관학교를 개설하여 박물관 전시실 관람과 체험 위주의 교육을 통해 박물관의 주체적인 관람자로, 나아가 적극적인 예술 문화 향유자로 성장할 수 있도록 교육하고 있다. 이외에 학내 구성원과 지역주민을 대상으로 영화를 통한 다양한 세계문화를 간접체험할 수 있도록 목요극장을 열고 있으며 종합문예공간이자 휴식공간으로서 박물관 기능을 수행하기 위해 매년 가족과 함께 할 수 있는 꽃길축제를 개최하고 있다.
조직은 관장 아래에 학예부, 학교역사자료실, 행정실로 구성되어 소장유물 및 유물수장고 관리, 유물구입 · 대여 · 기탁 · 국고귀속문화유산 관리, 학교역사자료 수집 · 관리 · 전시와 시설관리 및 방호 등의 업무를 나누어 담당하고 있다.
대전, 충남지역의 전통문화와 백제사에 관한 다양한 자료와 축적된 연구실적을 기반으로 지역주민에게 종합문예공간이자 복합휴식공간을 제공할 수 있는 제반 시설을 갖추고 있으며, 교직원, 학생 뿐 아니라 지역주민에게 열린 공간으로서 문화를 향유할 수 있는 기회를 제공하고 있다.