Од 2002. године Музеј је смештен у високом приземљу некадашње поште, у здању које са зградама суда и општине чине старо језгро Петровца и представљају споменик културе. Изложбени простор, конципиран на принципима савремене музејске праксе, отворен је за посетиоце 2003. године, а од 2018. је проширен и адаптиран захваљујући подршци петровачке Општине и Министарства културе и информисања Републике Србије.
Као музеј комплексног типа, Завичајни музеј има четири збирке: Археолошку, Етнолошку, Историјску и Ликовну збирку у оквиру које се налазе и три Легата: Легат Божидара Боже Веселиновића, Легат Драгана Савића и Легат Станка Костића, уметника који су родом из овог града.
Осим прикупљања, обраде и чувања музејске грађе са истраживања на територији општине Петровац на Млави, Музеј годишње у просеку организује 10 тематских изложби различитог карактера. Више од половине тематских изложби током године реализују кустоси музеја као ауторске пројекте, док су остале тематске изложбе гостујућег карактера.
Поред основне делатности Музеј, оснивањем педагошко-пропагадног одељења 2013. године, посебну пажњу посвећује раду са децом предшколског и школског узраста кроз радионице и друге програме. Такође, посебна пажња се посвећује прикупљању, промоцији, афирмацији и продукцији савременог ликовног стваралаштва.
Од 2014. године Музеј је покренуо манифестацију „Стрип девети трип“ у сећање на лик и дело Божидара Боже Веселиновића у циљу промовисања стрипа и илустрације. Као стални програм музеја, 2017, покренута је ликовна колонија у сарадњи са историчаром уметности Властимиром Николићем као селектором, а од прошле године, када је музеј добио легат Драгана Савића, на годишњем нивоу представља се једна тематска изложба из опуса овог свестраног уметника.
Завичајни музеј се 2015. године прукључио манифестацији „Музеји Србије, 10 дана од 10 до 10“, а за програм реализован 2016. године је добио признање „Музеј за 10“.

Завичајни музеј – Петровац на Млави, као релативно млад музеј, који постоји тек две деценије, успоставио је и остварио сарадњу са свим релевантним сарадницима у области заштите, истраживања и презентовања културних добара и носиоцима програма савременог уметничко-визуелног стваралаштва, као и сродним установама, како на локалном тако и на регионалном и националном нивоу.