W 1973 r. powstało Muzeum Tradycji Pomorskiego Okręgu Wojskowego, które funkcje sali tradycji pełniło do 1989 r. Od 1992 r. pełni rolę placówki o charakterze naukowo-badawczym, zaś 31 grudnia 2003 r. zostało przekształcone w Pomorskie Muzeum Wojskowe w Bydgoszczy. W 2007 r. Muzeum uzyskało status państwowej instytucji kultury, zaś w 2010 r. zostało przekształcone w Muzeum Wojsk Lądowych z filiami w Toruniu (zbiory wojsk artyleryjskich i rakietowych) i Wrocławiu (zbiory wojsk inżynieryjnych).
W 2009 r. muzeum zostało wyróżnione statuetką „Dobosz Powstania Wielkopolskiego”, przyznawaną przez Zarząd Główny Towarzystwa Pamięci Powstania Wielkopolskiego 1918/1919.
Siedziba Współczesny budynek Muzeum, mieszczący się przy ul. Czerkaskiej na rogu ul. Gdańskiej powstał według projektu architekta Zbigniewa Kortasa w 1973 roku wzniesiony na terenie, który od 1913 roku w całości należał do Szkoły WojennejBręczewska-Kulesza Daria, Derkowska-Kostkowska Bogna, Wysocka A., [i inni]: Ulica Gdańska. Przewodnik historyczny, Bydgoszcz 2003. 11 listopada 2014 po raz pierwszy udostępniono zwiedzającym filię w dawnej jednostce wojskowej 1433 na Osowej Górze, gdzie planowane jest utworzenie Oddziału Techniki Wojskowej, do którego zostanie przeniesiony ciężki sprzęt bojowy z ul. Czerkaskiej oraz z jednostki wojskowej w Czarnem.