灌云縣博物館坐落在灌云縣城新區陸莊生態園內，西臨寧連高速公路，南面324省道，北依大伊山，東與縣行政中心毗鄰，環境優美，交通便捷。博物館的前身是1981年成立的灌云縣圖書館文物辦公室，主要藏品為縣文化館移交的文物。其后文物征集數量不斷增加。1985年、1986年在大伊山遺址又相繼發掘出土了150余件石、骨、陶、玉器文物。在此基礎上，灌云縣政府于1985年5月29日正式行文成立了“灌云縣博物館”，館址設在縣圖書館一樓，當時屬蘇北第一家縣級博物館。2008年縣政府籌建博物館新館，2009年5月正式開工建設。新館占地面積18畝，建筑面積6500平方米，館舍為局部三層的古典園林式建筑，累計投入4000余萬元。2011年5月建成投入使用。

發展至今，灌云縣博物館已經擁有3000多件珍貴文物，其中國家三級以上重要文物38件，館藏文物數量和質量均在市內名列前茅，具有四個方面的特色：①原始社會至以后各個歷史時期文物基本不斷代；②古字畫1000余幅，數量大、藝術價值高；③國保單位大伊山石棺墓遺址出土的150余件文物反映了灌云悠久的歷史；④一批精美的青銅器如鼎、盤、劍具有較高級別，彌足珍貴。

新博物館擁有約3000平方米的展陳面積，共設有7個展廳，分別為序廳、遠古流長廳、歷朝遺風廳、古代字畫廳、 灌云民俗文化廳、灌云人民革命史廳和臨時展廳。序廳由一幅長17米、高4米的漢白玉雕塑展開灌云的歷史畫卷，主要內容為：“灌云先民的原始生活”、“伊尹伊蘆山結茅隱居”、“司馬龍苴筑城戰韓信”、“佛教昌盛的夷方”、“淮北鹽業中心”、“李汝珍著就奇書鏡花緣”、“清代最后一名武狀元卞賡”等灌云歷史上的重要人物和重大事件。遠古流長廳主要展示從新石器時代到先秦時期的文物，以石棺墓遺址出土的陶器、骨器、玉器和商周時期的青銅器為主。歷朝遺風廳主要展示秦、漢、唐、宋、元、明、清時期的文物，其中突出了《鏡花緣》文化、淮鹽文化以及灌云作為漢文化帶的地域特征。古代字畫廳主要展示館藏的各種名人字畫，其中以鎮館之寶明代江南四才子之一文征明的13米書法長卷《新燕篇》最為矚目。灌云民俗文化廳主要展示民俗體裁剪紙藝術、晚清民國風格婚俗、工鼓鑼、鏟刀磨剪、搗拐、鍛磨、賣糖球、淮海戲、裕康祥雜貨鋪、伊蘆書院、祭灶、納鞋底等民俗文化項目。其中灌云縣的工鼓鑼和淮海戲為省級非遺保護項目。革命史陳列廳主要展示辛亥革命以來，土地革命、抗日戰爭、解放戰爭等民主革命時期的珍貴史料及紅色文物。整個布展以實物展示為主，以文物和圖片資料作為核心內容，輔以聲、光、電、多媒體等現代手段，使展覽更具吸引力和觀賞性。特別是針對青少年的愛國主義教育活動設計了互動項目。除歷史廳以外，其他展廳可根據需要更換展覽項目。臨時展廳豐富了展覽內容，舉辦了海珍品展等科普展、當代名家書畫展等，吸引了大批游客。

“灌云縣博物館”館名由已故著名書畫家、江蘇省國畫院院長錢松巖先生于1984年親筆題寫，古隸風格輔以紫銅色彩，質樸而厚重，引導觀眾進館領略灌云6500多年的滄桑歷史。

近年來，灌云縣博物館以國家三A級旅游景區為抓手，創建了市、縣級黨員干部群眾愛家鄉、愛祖國思想道德教育基地。通過非歷史文化展示、非物質文化展示基地、革命傳統教育基地宣教，創立了省市廉政文化旅游專線。在免費開放和文物保護工作中，還以豐富的資源承載了灌云縣社會主義核心價值觀的示范教育功能。2015年，灌云縣博物館還被評為國家級、省級、市級社科普及示范基地。2016年被評為市級社科普及先進單位。2016年分別被評為縣級文明單位和市級文明單位。2017年江蘇省社科普及示范基地通過復檢掛牌。2018年被評為市級文明單位。2019年被評為縣愛國主義教育基地。2020年市級愛國主義教育基地。2020年被評為全市旅游十大名館。2021年被評為江蘇省文旅系統先進集體。