洛阳博物馆始建于1958年5月，原址位于洛南关林。1974年10月馆址落成迁此。占地积35亩，展览大楼面积2800平方米，文物库房3141平方米，综合办公楼1550平方米。人员编制50名，其中本科、大专以上学历46名，高级职称7名，中级职称8名。下设办公室、陈列部、群工部、保管部、保卫科五个部门，主要职能是文物征集展示、保管维护和科学研究。
洛阳博物馆基本陈列为《永恒的文明·洛阳文物精品陈列》，陈列共分史前时期、夏商时期、两周时期、汉魏时期、隋唐宋时期五大部分，集中展现了洛阳地区建国以来发掘出土的各类文物精品1000余件。陈列辅以现代科技手段，从不同侧面反映出古都洛阳悠久的历史，灿烂的文化以及在中国历史上的重要地位。该陈列曾被评为“全国十大陈列展览精品”。同时洛阳博物馆还举办了《宫廷文物珍宝展》、《新获北魏文物展》两个专题陈列，另附一个临时展厅不定期推出各类临时性展览，从不同角度提示文物的丰富内涵。
洛阳博物馆集中收藏有洛阳地区出土的上自史前，下迄明清时期的各类珍贵文物，尤以夏商周三代青铜礼器、汉唐陶俑、唐三彩和宋代瓷器等，藏品数量较大，种类丰富，富有地域特色，在中国文物界占有一定的地位。
2007年11月29日，洛阳博物馆新馆开工建设。新馆位于城市的中轴线上，北临风光旖旎的洛浦公园，南接初具规模的隋唐城遗址植物园，环境优雅，交通便利，占地300亩，建筑面积4．2万平方米，总投资3．5亿元。整体建筑外观为大鼎造型，寓意“鼎立天下”，在设计理念上充分体现了洛阳十三朝古都的历史内涵和文化特色。根据建设计划，设施先进、功能完善的洛阳博物馆新馆建设工程将于2009年牡丹花会期间投入使用，届时《中国2009世界邮票展》将在这里隆重举行。洛阳现代化的新博物馆的建成和开放，将为洛阳博物馆文化事业的发展提供更加广阔的空间。