В 1920 году по инициативе Серика Давтяна в Дилижанской библиотеке был открыт уголок истории провинции, который в 50-х годах, в связи с пополнением коллекции, был официально преобразован в музей с предоставлением соответствующего здания, а директором был назначен Егише Овсепян. Галерея музея была создана в 1958 году, большой вклад в её создание внесли Ованес Шарамбеян и Борис Пиотровский. В 2005 году старое здание музея было снесено, и на его месте к 2010 году по проекту архитектора Нвера Даниеляна было построено нынешнее здание. Музей принял первых посетителей 1 апреля 2011 года. Экспозиция музея состоит из пяти разделов: археология, этнография, нумизматика, изобразительное и прикладное искусство. Особый интерес представляет раздел археологии. Многочисленные археологические предметы были извлечены из раскопок могильника эпохи поздней бронзы и раннего железного века «Редкинского лагеря», расположенного в 6 км от Дилижана. Кроме того, в музее представлена этнографическая коллекция, включающая тавушские ковры, ковровые изделия, ковроткацкий станок, предметы, связанные с земледелием, серебряные пояса, дилижанскую мебель и др. В экспозиции также представлены старинные фотографии, отражающие этапы развития города Дилижан и его санаториев. В Дилижанском геологическом музее также хранятся и экспонируются исключительные образцы изобразительного искусства. Коллекция живописи музея включает работы армянских, русских, европейских и американских художников. Среди них работы Ованеса Айвазовского, Вардгеса Суренянца, Мартироса Сарьяна и Геворга Башинджагяна. Большая часть картин и скульптур относится к социалистическому реализму. В советском разделе представлены работы великого армянского художника Минаса Аветисяна и многих других известных мастеров. Раздел советского изобразительного искусства также пополняется работами известных скульпторов Ара Саргсяна, Арташеса Овсепяна, Гукаса Чубаряна, Саркиса Багдасаряна и других замечательных мастеров. Среди графических работ выделяются работы Гарзу, Эдгара Шахина и Жана-Батиста Грюэза. Музей также организует временные выставки, образовательные и культурные программы, включая выставки, мастер-классы и тематические экскурсии. Музей активно участвует в местных и республиканских мероприятиях, сотрудничает с различными музеями и организациями.
