Īsa vēsture K. Barona dzīvoklis atradās bijušajā Latviešu amatnieku palīdzības biedrības krājkases ēkā. To pēc arhitekta Jāņa Alkšņa projekta uzcēla 1912. gadā. Šeit dēla stomatologa, Latvijas Universitātes profesora, Latvijas Sarkanā Krusta dibinātāja Kārļa Barona ģimenē K. Barons aizvadīja pēdējos četrus savas dzīves gadus (1919–1923).
Pēc K. Barona aiziešanas mūžībā tika spriests par viņa piemiņas iemūžināšanu, tomēr nopietnas sarunas par muzeja izveidi atjaunojās tikai pēc Otrā pasaules kara. Īpaši tas aktualizējās pēc 1960. gada, kad tika svinēta K. Barona 125. dzimšanas diena. Jau 60. gadu beigās kā nākotnes muzeja vieta minēta K. Barona iela 3‒5. Tika plānots, ka līdz 1973. gadam, Dziesmu svētku simtgadei (XVI Vispārējiem latviešu dziesmu svētkiem), muzejam būtu jābūt atklātam. Tomēr pēckara periodā padomju okupācijas apstākļos Baronu dzīvoklis bija kļuvis par komunālo dzīvokli, iedzīvotāju izmitināšana ieilga un iecere tika atlikta. Kaut arī Latvijas Padomju Sociālistiskās Republikas (LPSR) Ministru padome jau 1969. gada 29. decembrī pieņēma lēmumu par muzeja nodibināšanu, Kultūras ministrijas pavēle par tā īstenošanu izdota tikai 1983. gada 1. aprīlī. Tolaik RLMVM sāka muzeja ekspozīcijas veidošanu. K. Barona muzejs kļuva par RLMVM filiāli. 2001.gadā RLMVM mainīja nosaukumu un kļuva par Rakstniecības, teātra un mūzikas muzeju (RTMM), 2005. gadā RTMM tika pārveidots par valsts aģentūru. 2009. gadā muzeju reorganizācijas rezultātā Krišjāņa Barona muzejs kļuva par Memoriālo muzeju apvienības struktūrvienību.
Muzeja priekšvēstures kontekstā minamas divas ceļojošās izstādes, kuras bija veltītas K. Barona 150. jubilejai. Vispirms RLMVM speciālista Romana Pussara veidotā – ““Latvju dainas” un Krišjānis Barons”” (1979‒1985). Starptautisku ceļojošo izstādi (1984‒1985) ar līdzīgu nosaukumu ‒ “Krišjānis Barons un latviešu tautasdziesma” ‒ veidoja Latvijas Padomju Rakstnieku savienība (kopš 1990. gada Latvijas Rakstnieku savienība) sadarbībā ar RLMVM (koncepcijas autore Saulcerīte Viese, fotomākslinieks Juris Krieviņš, mākslinieks Jānis Pipurs). Izstāde tika veidota 14. Baltistu konferencei 1984. gadā un tikusi eksponēta Vācijas Demokrātiskajā Republikā (Berlīnē, Rostokā), Zviedrijā (Stokholmā), Somijā (Helsinkos), kā arī Padomju Savienības pilsētās Igaunijas Padomju Sociālistiskajā Republikā (PSR, Tartu), Latvijas PSR (Rīgā, kultūras pilī “Ziemeļblāzma”), Krievijas Padomju Federatīvajā Sociālistiskajā Republikā (Maskavā). Daļa minētajās izstādēs eksponēto priekšmetu kļuva par K. Barona muzeja ekspozīcijas daļu.
Muzeju svinīgi atklāja K. Barona 150. dzimšanas dienā 1985. gada 31. oktobrī. Darbu uzsāka muzeja vadītāja Rūta Kārkliņa un zinātniskās speciālistes Vizbulīte Titāne, Ginta Poriete un Indra Krūmiņa. Padomju okupācijas laikā muzejā bija 14 štata darbinieki.
K. Barona muzeja ekspozīcijas saturiskās koncepcijas autors bija R. Pussars, ekspozīcijas dizaina autori – Ulvis Ābiķis un Anda Ābiķe (Krieva). Kombināta “Māksla” meistari darināja muzeja vitrīnas un mēbeles. Ekspozīcijas dizainā izmantoti Pētera Lapiņa vitrāžu veidojumi.
Krišjāņa Barona muzeja ekspozīcija tolaik bija vienīgā plašākā iespēja runāt ne tikai par K. Barona personību un darbu, bet arī atklāt ne visai ērtas tēmas padomju ideoloģiskajā sistēmā, tādēļ pirmajā desmitgadē muzeja apmeklētāju vidū bija liels trimdas latviešu īpatsvars.
Ekspozīcijas dizains tika augstu novērtēts profesionālajā vidē. Pēc dažiem gadiem tika veiktas izmaiņas pamatekspozīcijā, radot iespēju vienā telpā izvietot muzeja speciālistu veidotās pētnieciskās izstādes.1994. gadā sadarbībā ar Latviešu folkloras krātuvi tapa izstāde “Latvju dainām ‒ 100”.
Vēlākajos gados tika izveidotas vairākas veiksmīgas izstādes ‒ “Baronu dzimta. Pārdomas un noskaņas” (1995), muzeja jubilejas izstāde “Piecreizpieci” (2010), “Ekspedīciju laboratorija” sadarbībā ar Latviešu folkloras krātuvi (2013), “Sākums pirms sākuma” (2014), “Astoņas baltas dienas” par folkloras festivālu Baltica 1988. gadā (2018), “Nezināmais Barons” (2022).
Kopš 1985. gada Krišjāņa Barona muzeja pētnieki aktīvi iesaistījušies K. Barona dzīves un darba vietu apzināšanā un iedzīvināšanā arī ārpus Latvijas. Apmēram 20 K. Barona dzīves gadi saistīti ar mājskolotāja darbu krievu muižnieka Ivana Stankeviča (Иван Владимирович Станкевич) ģimenē. 1990. gada 18. maijā Krievijā, Belgorodas apgabala Muhouderovkas ciemā (bijušajā Voroņežas guberņā) tika atklāts Nikolaja Stankeviča Vēstures un literatūras muzejs (Историко-литературный музей Николая Владимировича Станкевича), kurā nozīmīga ekspozīcijas daļa ir veltīta K. Baronam. Tā saturisko koncepciju veidoja K. Barona muzeja speciālisti, savukārt dizaina risinājumu īstenoja U. Ābiķis.
1995. gadā ar muzeja speciālistu līdzdalību tika izveidota piemiņas vieta Rīgā, Vecmīlgrāvī, Augusta Dombrovska celtajā Burtnieku namā (mūsdienās – Augusta Dombrovska mūzikas skola). Iekārtota neliela ekspozīcija bijušā Baronu ģimenes dzīvokļa istabās.
Vairāku gadu garumā iecienīts bija pasākumu cikls “Kopā ar māmiņu muzejā!” 1990. gadā muzejs noorganizēja pirmo Pasaules latviešu bērnu nometni “Sējējs”. No 1991. gada līdz 1998. gadam pirmsskolas vecuma bērniem bija iespēja iesaistīties muzeja nodarbību ciklā “Sējējiņš”. No 2011. gada līdz šim laikam skolas vecuma bērniem tiek rīkotas izzinošas brīvlaika nometnes “Barontēva azotē”. 2014–2021 tika īstenots paaudžu saliedētības projekts “Oma šodien labā omā!”
Muzejs sniedz savu ieguldījumu arī tradicionālās kultūras vērtību popularizēšanā. 20. gs. 80. gados muzeja telpās notika folkloras draugu kopas “Skandinieki” mēģinājumi, bet kopš 90. gadiem muzejā ik nedēļu pulcējas tautas tradīciju kopa “Budēļi.”
2003. gadā muzejs kopā ar folkloristi Ilgu Reiznieci ieguvis Lielo folkloras balvu par akcijas “Piedzīvosim Jāņus!” īstenošanu. 2011. gadā muzejs saņēma Latvijas muzeju biedrības atzinība nominācijā “Ģimenei draudzīgākais muzejs”. Kopš 2022. gada muzejs aktīvi iesaistījies Ukrainas atbalsta pasākumos, īstenojot vairākus integrācijas projektus, piemēram, “Dārtas skola”, “Krišjāņa skola”, “Kopā” u. c.