Художественный музей был основан в январе 1920 года. Тогда он назывался музеем живописной культуры. Изначально музей находился в Полтавском переулке. В 1949 году он переехал на свое нынешнее место - в здание по ул. Почтовая.
Филиалом Художественного музея является Луганская художественная галерея искусств.
При открытии музея в его экспозицию входило не более 800 работ изобразительного и декоративного искусства.
В первые десятилетия своей работы музей пережил несколько реорганизаций, которые включали смену имени. Одно время он назывался Социальным музеем и Краеведческим музеем. За эти годы количество экспонатов музея постоянно росло.
Во время Великой Отечественной войны наиболее ценная часть экспонатов была вывезена немцами. Новую жизнь музей получил только после освобождения в 1944 году. Тогда он превратился в Ворошиловградский музей изобразительного искусства. Первая обновленная экспозиция появилась в музее в 1951 году. В 1962 году была открыта новая реконструкционная экспозиция.
Сегодня фонды Художественного музея насчитывают около 8000 ценнейших экспонатов, среди которых есть работы таких выдающихся художников, как Иван Константинович Айвазовский, Валентин Александрович Серов, Федор Федорович Макайло, Лев Феликсович Лагорио и Татьяна Ниловна Яблонская. Также имеются работы современных художников: Юрия Ивановича Пименова, Петра Ивановича Петручева, Петра Петровича Кончаловского и многих других.
Кроме постоянных экспозиций в музей периодически приезжают выставки разнообразных художников.
