Thisted Museum åbnede 7. juni 1905 på initiativ af viceskoleinspektør P. L. Hald, som forblev museets leder i mere end et halvt århundrede til sin død i 1958. I begyndelsen holdt man til i kælderen på Teknisk Skole i Kr. Koldsgade, men i 1917 flyttede man til nabobygningen i Skolegade. I 1939 arvede man så villaen i Jernbanegade 4 fra byens rigeste mand, kaffegrosserer Spangberg, og her har museet haft til huse lige siden, med udsigt over den gamle kirkegård og Store Torv.
I de senere årtier er museet gradvist blevet professionaliseret og moderniseret. Efter kommunalreformen i 1970 ændredes navnet til Museet for Thy og Vester Hanherred for at signalere, at man dækkede hele egnens historie og ikke kun den gamle købstads. Året efter kom den første akademisk uddannede leder til, og efterfølgende er personalestaben løbende blevet udvidet.
Museet har også med tiden fået flere afdelinger og udstillingssteder. I 1970 fik man ansvaret for forfatteren Johan Skjoldborgs barndomshjem i Øsløs, som havde været museum siden 1961. Fra 1977-91 havde man magasiner på Munkevej i Thisted, inden man overtog den nedlagte skole i Vang, hvor magasinerne og den arkæologiske afdeling stadig har til huse.
I 1991 åbnede Heltborg Museum i Sydthy med sin ganske særlige kombination af kunst og kulturhistorie. I 2000 slog Vorupør Museum dørene op i et gammelt bådeværft, og i 2005 overtog man et fredet 1700-tals fiskerhus i Agger.
I 2014 skiftede de navn til det noget mere mundrette Museum Thy, og som det seneste skud på stammen blev Bunkermuseum Hanstholm, landets førende på besættelsestidens historie, en del af familien 1. januar 2018. Dertil kommer en lang række mindre udstillinger rundt omkring, så de er også fysisk til stede over hele området.
Se åbningstider for alle afdelinger på Museum Thy's hjemmeside.