Od 2002. godine Muzej je smešten u visokom prizemlju nekadašnje pošte, u zdanju koje sa zgradama suda i opštine čine staro jezgro Petrovca i predstavljaju spomenik kulture. Izložbeni prostor, koncipiran na principima savremene muzejske prakse, otvoren je za posetioce 2003. godine, a od 2018. je proširen i adaptiran zahvaljujući podršci petrovačke Opštine i Ministarstva kulture i informisanja Republike Srbije.
Kao muzej kompleksnog tipa, Zavičajni muzej ima četiri zbirke: Arheološku, Etnološku, Istorijsku i Likovnu zbirku u okviru koje se nalaze i tri Legata: Legat Božidara Bože Veselinovića, Legat Dragana Savića i Legat Stanka Kostića, umetnika koji su rodom iz ovog grada.
Osim prikupljanja, obrade i čuvanja muzejske građe sa istraživanja na teritoriji opštine Petrovac na Mlavi, Muzej godišnje u proseku organizuje 10 tematskih izložbi različitog karaktera. Više od polovine tematskih izložbi tokom godine realizuju kustosi muzeja kao autorske projekte, dok su ostale tematske izložbe gostujućeg karaktera.
Pored osnovne delatnosti Muzej, osnivanjem pedagoško-propagadnog odeljenja 2013. godine, posebnu pažnju posvećuje radu sa decom predškolskog i školskog uzrasta kroz radionice i druge programe. Takođe, posebna pažnja se posvećuje prikupljanju, promociji, afirmaciji i produkciji savremenog likovnog stvaralaštva.
Od 2014. godine Muzej je pokrenuo manifestaciju „Strip deveti trip“ u sećanje na lik i delo Božidara Bože Veselinovića u cilju promovisanja stripa i ilustracije. Kao stalni program muzeja, 2017, pokrenuta je likovna kolonija u saradnji sa istoričarom umetnosti Vlastimirom Nikolićem kao selektorom, a od prošle godine, kada je muzej dobio legat Dragana Savića, na godišnjem nivou predstavlja se jedna tematska izložba iz opusa ovog svestranog umetnika.
Zavičajni muzej se 2015. godine pruključio manifestaciji „Muzeji Srbije, 10 dana od 10 do 10“, a za program realizovan 2016. godine je dobio priznanje „Muzej za 10“.

Zavičajni muzej – Petrovac na Mlavi, kao relativno mlad muzej, koji postoji tek dve decenije, uspostavio je i ostvario saradnju sa svim relevantnim saradnicima u oblasti zaštite, istraživanja i prezentovanja kulturnih dobara i nosiocima programa savremenog umetničko-vizuelnog stvaralaštva, kao i srodnim ustanovama, kako na lokalnom tako i na regionalnom i nacionalnom nivou.