历史沿革
在20世纪初，随着中东铁路开通，一批俄罗斯学者来到哈尔滨，并倡议建立博物馆。
1923年成立以中国地方官员为主的东省文物研究会，将原莫斯科商场（现黑龙江省博物馆主楼）改作研究会的陈列所，同年6月12日，东省文物研究会陈列所在此成立并对外开放，揭开了黑龙江省博物馆事业发展的序幕。
此后，黑龙江省博物馆几经更名：1931年改称东省特别区文物研究所；1937年改称大陆科学院哈尔滨分院（博物馆）；1946年日本投降，俄国人接管，改称哈尔滨工业大学常设运输经济陈列馆，1951年由我国接管，改称松江省科学博物馆；1953年改称松江省博物馆；1954年随着松江省并入黑龙江省，松江省博物馆与黑龙江省博物馆筹备处合并，其后征集收藏大量的历史、自然、艺术类藏品，举办了一批陈列展览，定名为黑龙江省博物馆。
1986年，黑龙江省博物馆将馆藏民族文物、革命文物划拨新成立省民族博物馆、省革命博物馆，并将考古发掘职能转为新建的省考古队。
2023年5月16日，黑龙江省博物馆装修完成重新对外开放。本次开放新增“冰舞墨韵”版画展、“哈尔滨往事”哈埠社会生活展、“玉见南山”饶河小南山遗址出土文物展等展馆。
建筑格局
黑龙江省博物馆馆舍由主楼（展厅）、藏品库、办公楼三部分组成，总建筑面积15960平方米。其中主楼建成于1908年，建筑面积11600平方米。藏品库房面积2949平方米，办公楼面积1171平方米。建成初期，主楼为莫斯科商场，是哈尔滨最早的商场之一。其地上两层，地下一层，为典型的欧洲巴洛克式建筑风格。1986年，展厅主楼被哈尔滨市政府定为一类保护建筑。
基本陈列
《黑龙江古代历史文物陈列》展出面积450平方米，分为《黑龙江的原始文化》、《唐代渤海时期的黑龙江》、《辽、金时期的黑龙江》、《元、明、清时期的黑龙江》4部分。以900多件文物为主，辅以图、表、照片、文录，揭示黑龙江历史的发展概况。省内各遗址出土的大量细石器，印证了公元前12世纪居住在白山黑水间的肃慎族向当时中原地区的周王朝“贡楛矢、石弩”的文献记载。从渤海遗址出土的文物，证明1000多年前，这里的地方政权隶属于唐。几十件铜镜和铜印上面或刻汉字的作坊号、官府签押文，或有汉字九叠篆书的印文，都是中国历代王朝对黑龙江流域行使管辖权的证据。
陈列文物精品化，手段多样化，展示形象化，从不同角度揭示了黑龙江地区与中原地区政治、经济、军事、文化等方面的联系，勾画了黑龙江地区古代先民生产、生活的历史画卷，再现了爱国军民抗击外来侵略、保卫家乡的民族英雄气概。激励着观众更加热爱祖国，热爱边疆，把龙江建设成更为美好的家园。所陈列的展品大部分是黑龙江地区典型遗址出土的文物和历代珍贵的传世品。
第一部分：远古人类（旧石器时代 距今约42000——10000年）
第二部分：早期居民（新石器时代 距今10000——4000年）
第三部分：文明曙光（新石器时代 距今5000～4000年）
第四部分：跨入文明（青铜时代距今约4000——2500年）
第五部分：方国争雄（早期铁期时代 距今约2500年——公元698年）
第六部分：忽汗州都都府---海东盛国(唐 公元698——926年)
第七部分：辽泰州与五国部（辽 公元926——1114年）
第八部分：金源内地（金 公元1115年——1234年）
第九部分：开元路和水达达路（元 公元1271——1368年）
第十部分：奴尔干都司（明公1368——1644年）
第十一部分：黑龙江将军的设置（清 公元1644年——1911年）
《动物陈列》陈列面积750平方米，陈列标本重点突出该省特产动物，也有少量世界珍稀动物，如丹顶鹤、东北虎。对重点展品多用生态景箱展出，使观众有身临其境之感。
《古动物陈列》陈列面积480平方米，重点展品中有黑龙江平头鸭嘴龙、披毛犀和松花江猛犸象大型骨骼化石，它们都是该馆在中华人民共和国建立后发掘的。富拉尔基出土的披毛犀，高1.82米，长3.67米，出土时十分完整，脚上的小指（趾）骨都保存齐全，在国内同类标本中是较大、较完整的个体，被定为一级标本。松花江边肇源县出土的猛犸象化石骨架，全长5.45米，高3.33米，是中国第一具较完整的猛犸象化石。
在这里还有恐龙化石及恐龙蛋化石，其中的恐龙复原模型尤其引人注意。
藏品情况
黑龙江省博物馆现有各类藏品62万余件，包括历史、自然、艺术及文献4大系列，52个种类，其中国家一级品12754件，二级品6725件，三级品14604件。具有典型的地方特色。收藏历史文物达7万余件，如距今1万年的扎赉诺尔人头骨化石、新开流遗址发掘出土的骨雕鹰首、莺歌岭遗址发掘出土小陶猪、亚布力遗址出土的三联玉璧等，具有极为重要的历史研究价值;国宝级文物金代铜坐龙、金代山水人物故事镜、金代胡里改路之印、金代石雕飞天等不可多得的实物珍品，展现了中华民族多民族、多地域、多文明的文化融合和发展；而被誉为“北国马王堆”的金齐国王墓所挖掘出土的凸显北方游牧民族特色的丝织服饰，更是填补了我国金代服饰史的空白。此外，还有书画碑帖、金银器、佛造像、鼻烟壶等门类藏品，如唐渤海天门军之印、唐渤海小金佛、南宋《蚕织图》、南宋《兰亭序》图卷、南宋《斗浆图》、清《西域舆图》均为典藏精品。
所获荣誉
1999年，《黑龙江历史文物陈列》展厅被评为省十大陈列精品奖。
2001年被评为黑龙江省语言文字工作先进单位，同年获黑龙江省讲解员大赛团体二等奖。
2003年被省妇联授予黑龙江省三八红旗先进集体。
2005年被授予省爱国主义教育基地先进集体。
2012年获得“杰出青年志愿服务集体”荣誉称号。
2012年宣教部获得“黑龙江省五一巾帼标兵岗”荣誉称号。
2014年获“省级文明单位标兵”荣誉称号。
首都博物馆和黑龙江省博物馆联合出版的《白山•黑水•海东青》专题图书获2013年度全国文化遗产十佳图书荣誉称号。
2023年1月，入选2022年度全国热搜博物馆百强榜单。
