El Museo de Huelva está situado en la Alameda Sundheim, una de las avenidas más emblemáticas de la ciudad, configurada como paseo de invierno y residencia de la alta burguesía en las primeras décadas del siglo XX. En la actualidad, sirve de nexo entre los dos principales núcleos poblacionales de la ciudad: el casco antiguo e Isla Chica.
En esta avenida, verdadero ensanche de la Huelva decimonónica, se erigió el Velódromo, campo de deportes donde se jugó el primer campeonato del recién importado football, consecuencia inevitable del afán colonialista de los ingleses instalados en Huelva para explotar su mineral. Encontramos también en este paseo buenos ejemplos edilicios de esta influencia extranjera, como la Casa Colón, antiguo hotel inaugurado con motivo del IV Centenario del Descubrimiento de América (1892); el "Barrio de la Reina Victoria", también llamado "Barrio Obrero" (1916), que fue encargado por la Compañía Minera de Riotinto para cobijar a su masa obrera; o el ecléctico edificio de ambiente modernista erigido en el solar contiguo al museo, que actúa de abanderado del anhelo europeísta que alimentó la incipiente industria manufacturera onubense durante este periodo.
Inmerso en ese entusiasta ambiente de influencia europeísta, un pequeño grupo de intelectuales onubenses crea en la calle Ricos, antigua Castelar, un primer museo bajo el título de Museo Provincial de Bellas Artes, incorporado al Estado en 1922, que contaba con unos fondos fundacionales procedentes casi en su totalidad de particulares, salvo un pequeño lote de maestros de los siglos XIX y XX depositado por el entonces Museo de Arte Moderno de Madrid. Con la Guerra Civil, gran parte de estas obras se devolvieron a sus propietarios, almacenándose las procedentes del Estado en el Instituto de Enseñanzas Medias La Rábida, hasta la constitución del actual museo.
La década de los 40 supuso un nuevo intento de dotar a Huelva de un museo, esta vez de arqueología, consecuencia inevitable del la prolífera actividad del ingeniero D. Carlos Cerdán Márquez, nombrado a tal efecto comisario de actividades arqueológicas en la provincia. Tuvo su sede en un pequeño edificio cedido por el Puerto de Huelva, donde malvivió hasta que en 1973 se inaugura el actual edificio, dotando a la Institución de un facultativo del Cuerpo Superior de Archiveros, Bibliotecarios y Arqueólogos, D. Mariano del Amo, que fue el primer director del nuevo Museo Provincial de Huelva.