旅顺博物馆坐落于太阳沟中心，是中国历史上最早的博物馆之一。1917年，由日本侵略者在其沙俄的“将校集会所”的建筑基础上改建完工成现在这个样子。最初称为“关东都督府满蒙物产馆”。日本投降后，苏军接管，改称“旅顺东方文化博物馆”。1951年2月，苏军将博物馆交还我国政府管理，改称“历史文化博物馆”。1954年定名为“旅顺博物馆”，馆内收藏了我国和外国文物艺术品近三万件。该馆占地面积24000余平方米，总建筑面积5000平方余米。主体建筑为石料砌筑，门厅是由日本德山产的花岗石砌成，具有欧洲古典建筑风格。双层展览楼为壁柱式建筑，造型威严庄重。正门馆名匾额系郭沫若所题。馆内收藏我国历代文物近三万件，其中有大量列为国家一级文物藏品。馆内陈列分《历史文物专题》、《新疆出土文物特展》、《大连地区历史文物》三部分。包括历代青铜器、书画、陶瓷、漆器、雕刻，佛教造型艺术等。还有吐鲁番出土的南北朝至唐代的各类文物，以及反映大连地区历史发展概况的众多出土文物。其中以宋代铜器“双龙洗”和距今1300多年在新疆出土的“木乃伊”最为珍贵。馆内还藏有宋代文学家苏东坡给僧人书信的真迹，近现代名画家徐悲鸿、刘海粟、叶浅予等的佳作。1955年周总理亲笔手书的中苏友谊塔奠基石，也珍藏于此。 旅顺博物馆已被改建。以上是1999年资料，仅供参考。
2000年改造后的博物馆与原旅顺动物园、植物园连为一体，总面积达9万平方米，是全国最大的花园式博物馆之一。
重新开放的旅顺博物馆陈列仍以历史文物专题为主，在原有青铜、陶瓷、书画、漆器、玉器、货币等11个专题的基础上，又新增了铜镜、印玺和鼻烟壶三个专题，对佛教艺术专题进行了重新改陈，推出馆藏佛教造像50余件，其中许多珍品首次公开展出；对六具新疆木乃伊采取了科学保护措施。在陈列手段上，采用了自控防紫外线照明和新型展台材料，陈列水准和视觉效果大有改观。除此之外还增设了电梯，安装了防盗、防火报警和语音广播设施等。与本馆相邻的新建分馆，建筑面积4900平方米，由序厅、展厅、贵宾厅和多功能报告厅构成。一层展厅内设《大连古代文明》展，二层展厅主要用于举办临时展览。
博物馆周边环境按贴近自然、融于园林的理念设计，强调人文景观与自然景观有机融合，馆区内除保留原有名树古木外，增添了涌泉叠水、观光通道等新景观，令人耳目一新。
