Начало формирования коллекции связано с образованием в 1964 году народного краеведческого музея. В 1979 году музей “переехал” на территорию усадьбы конца XVIII в. во дворец графов Бобринских и, соединившись с филиалом Тульского областного художественного музея (филиал учрежден в 1975 году), стал комплектоваться как историко-художественный, а впоследствии и как Дворец-музей.
    Большую часть художественной коллекции составляют произведения искусства конца XVIII – начала XX в., то есть эпохи бытования усадьбы: предметы дворянской мебели, мраморная скульптура, фарфоровая посуда и пластика различных заводов, стекло, изделия из бронзы и осветительные приборы.
    Живопись старых мастеров, к сожалению, представлена в музее в небольшом количестве, Основу живописной коллекции составляют пейзажи народного художника РСФСР М.И.Авилова (1882 – I954), а его портреты выдающихся деятелей искусства составляют лучшую часть коллекции графики. В собрании музея находится авторская копия его “Поединка Пересвета с Челубеем” и последняя картина, законченная за два часа до смерти,  –   “Лошади в поле”. Музей обладает самым большим в России собранием произведений этого художника-баталиста (более 100).
    Значительную часть музейного собрания составляют коллекции народного костюма бывшего Богородицкого уезда и тульских самоваров средины XIX в.
    Одно из направлений собирательской работы музея – выявление и приобретение вещей из Богородицкого дворца и сбор материалов о роде Бобринских.
    В последние годы музей комплектует фонд “Усадьба в произведениях современного искусства”.
     В собрании “Прекрасное в камне”, скомплектованном на основе музейной коллекции ликвидированного предприятия “Центркварцсамоцветы”, представлены образцы камнецветного cыpья, в основном, поделочные камни — нефрит, чароит, родонит, малахит, лазурит, кварц и его разновидности — и изделия из них: вазы, шкатулки, украшения, подсвечники.