Das Museum der Geschichte der Schlacht von Poltawa wurde am Vorabend des 200 jährigen Jubiläums der Schlacht, am 26. Juni 1909 eröffnet. Der Gründer des Museums und auch dessen erster Direktor war der berühmte Historiker und Heimatkundler Iwan Frantzewitsch Pawlowskij, gleichzeitig Geschichtslehrer am Petrower-Kadeten-Korpus in Poltawa, ordentlicher Staatsrat und Oberstleutnant. Die Ausstellung enthielt viele Exponate, wie Stich - und Schusswaffen, Portraits, Gravüren, Regimentsfahnen und Muster von Uniformen, die aus dem Artilleriemuseum in Sankt Petersburg, sowie aus den verschiedenen Museen in Moskau, aus dem Stockholmer Königsarchiv, dem Generalstab und von verschieden Privatpersonen in Poltawa und der Poltawa-Region stammten. Ursprünglich war das Museum in einem kleinen Gebäude innerhalb der Einzäunung der Samsonij-Kirche untergebracht. Während des Bürgerkriegs in der Ukraine 1917-1918 wurde das Museum mehrmals ausgeraubt. Gestohlen wurden Waffen, Bilder, Gegenstände aus Silber und Bronze. Die Reste der Museumsexposition hat I.F. Pawlowskij zur Aufbewahrung an das Zentrale proletarische Museum des Poltawagebietes übergeben (heute das Poltawaer regionale Heimatmuseum).
Im Jahre 1949 wurde vom Ministerrat der Sowjetunion entschieden, das Museum der Geschichte der Schlacht von Poltawa wieder herzustellen. Als ein geeignetes Gebäude für dieses Vorhaben wurde das Ende des XIX. Jahrhunderts erbaute "Haus der Invaliden des russisch-türkischen Krieges" ausgesucht. Am 23. September 1950 wurde das Museum feierlich eröffnet. Viele Museen aus Moskau, Leningrad, Kiew, Lwow und anderen Städten der UdSSR haben ihre Exponate an das neue Museum abgegeben. Ende der neunziger Jahre des XX. Jahrhunderts begann eine enge Zusammenarbeit mit zwei schwedischen Vereinen: mit dem Verein der "Königstreuen" und dem "Verein für Militärgeschichte". Das Museum bekam von diesen Vereinen viele Schenkungen, wie Gemälde, Waffen, Kopien von unikalen Dokumenten, Fotos u. s. w. Jährlich besuchen tausende von Besuchern das Museum, um sich mit der Geschichte des Nordischen Krieges (1700-1721) und seiner entscheidenden militärischen Auseinandersetzung - der Schlacht von Poltawa (27.06.1709) vertraut zu machen.