Tartu Ülikooli ajaloo muuseum asutati 6. detsembril 1976 ning on ülikooli muuseumitest noorim. Kuid muuseumi ei saa luua pelgalt määrusega. Juba 1960. aastate alguses alustas orgaanilise keemia dotsent ning pühendunud ajaloohuviline Tullio Ilomets teadusajalooliselt huvitavate ning oluliste esemete kogumist ülikooli hoonetest.

Algselt paigutati kogutud seadmed, instrumendid ning õppevahendid ülikooli peahoone pööningule endise üliõpilaskartseri ruumidesse. 1965. aastal peahoones toimunud põleng andis kogumistööle tuntava tagasilöögi.

1971. aastal loodi ülikooli ajaloo komisjon eesmärgiga hakata andma välja sarja Tartu Ülikooli Ajaloo Küsimusi. Sari jätkab ilmumist tänapäevalgi, kuid nüüd toimetab seda TÜ ajaloo muuseum. Komisjonile tehti lisaülesandeks luua ülikooli ajaloo muuseum. Rektor Arnold Koop allkirjastas ülikooli ajaloo muuseumi asutamise määruse 1976. aasta 6. detsembril. 1979. aastal eraldati muuseumile püsiekspositsiooni loomiseks ning esemete hoiustamiseks neli ruumi peahoone keldris. 1980. aasta 1. aprillil avatud esimene püsiekspositsioon kajastas ülikooli ajalugu kuni 1918. aastani.

1981. aastal kolis Tartu Ülikooli Raamatukogu oma vastvalminud uude hoonesse ning vabastas Toomemäel endise toomkiriku varemetes asunud vana hoone, mis anti TÜ ajaloo muuseumi käsutusse. Esimestel aastatel jagas muuseum seda filosoofiateaduskonna ajaloo osakonnaga ning artiklite kogumiku Skandinaavia Kogumik koostajatega. Pärast mõningaid väiksemaid remonditöid avati hoones 1982. aasta 1. septembril uus ning ulatuslikum püsiekspositsioon, mis kajastas Tartu ülikooli minevikku ning eesti teadusajalugu kuni tänapäevani.

1985. aastal pidi muuseum taas võtma maha oma senise püsiekspositsiooni ning sulgema külastajatele mõneks ajaks uksed, sest hoones algasid põhjalikud renoveerimistööd, mida teostas Poola firma Budimex.

















1989. aasta 28. novembril avas muuseum oma lühikese tegutsemisperioodi jooksul juba kolmanda püsiväljapaneku. Selle loomise ajaks olid poliitilised olud märgatavalt muutunud ning muutused kajastusid ka võrreldes kahe varasemaga põhjalikult ümber tehtud ekspositsioonis – esimest korda oli võimalik pöörata tähelepanu emakeelse ülikooli loomisele 1919. aastal.   



Muuseumi filiaalina tegutses 1982. aasta septembris Veski (siis Burdenko) tänaval avatud Dmitri Uljanovi kortermuuseum. Muuseum asus korteris, milles oli elanud Vene revolutsionääri Vladimir Iljitš Lenini vend, kui ta lühikest aega Tartus arstiteadust õppis. Seoses muutunud poliitilise olukorraga korraldati ümber ka sealne väike väljapanek. Filiaal nimetati ümber Tudengimuuseumiks ning see hakkas kajastama Tartu ülikooli üliõpilaste eluolu Tartus läbi aegade. 1997. aastal Tudengimuuseum suleti ning sealsed esemed leidsid endale koha TÜ ajaloo muuseumi põhiekspositsioonis Toomel.

2005. aastal jõudsid lõpule restaureerimistööd toomkiriku tornides, mis on nüüd külastajatele avatud aprillist novembrini. Samal aastal avas muuseum vanas anatoomikumis näituse, mis tutvustab selle meditsiini, kultuuri ja arhitektuuri seisukohast märkimisväärset sümboolset tähendust omava hoone rohkem kui 200-aastast ajalugu. Suviseks traditsiooniks on muutunud teatrietendused toomkiriku varemetes.

Viimastel aastatel on muuseum aktiivselt tegelenud tähetorni restaureerimise projektiga. Ettevõtluse Arendamise Sihtasutuse hallatava piirkondade konkurentsivõime arendamise programmi toel alustati 2009. aastal restaureerimistöödega ning 2011. aasta aprillis avati tähetorn muuseumina.

Kuna muuseumi põhiülesannete hulka kuulub ülikooli teadustöö hetkeseisu tutvustamine ning ülikooli ja teaduse populariseerimine, tegeleb muuseum jätkuvalt ka uute näituste koostamisega. Pärast esmaeksponeerimist muuseumi näitusesaalides lähetatakse need Eesti eri paikadesse, tutvustamaks seal Eesti teaduslugu ja Tartu ülikooli.

Viimasel aastakümnel on märkimisväärselt laienenud muuseumi hariduslik tegevus. Koos uute näitustega töötatakse nüüd välja õppeprogrammid, mis aitavad anda kooliõpilastele lisateadmisi ning seletada lahti esmapilgul keerulisena tunduvaid teaduslikke probleeme. Muuseum peab oluliseks pakkuda koolidele tuge reaal-ja loodusteaduste õpetamisel, tutvustades õpilastele ajaloolisi teadusinstrumente ajaloolises keskkonnas ning pakkudes „käed külge“ elamust füüsika- ja keemiaalastes programmides.

Kahtlemata võib öelda, et asukoht Tartu vanimates hoonetes – toomkiriku varemetesse rajatud endises ülikooli raamatukogus, vanas anatoomikumis ja tähetornis – annab muuseumile erilise aura. Muuseumi kaks suurepärast saali – valge saal ja Morgensterni saal – tagavad erilise atmosfääri kõigile neis toimuvatele üritustele, olgu siis tegemist piduliku tseremoonia või rahvusvahelise teaduskonverentsiga.