رجع تاريخ بناء قصر محمد محمود خليل وحرمه إلى عام 1915 وشيدت واجهته الشرقية المطلة على النيل على طراز "ارنوفو" ويتجلى هذا الطراز بروعته في الهيكل المعدني والزجاجي الذي يعلو مدخل القصر من تلك الواجهة . أما الواجهة الغربية فيغلب عليها طراز "الكلاسيكية الجديدة. وظل القصر منذ إنشائه حتى عام 1960 مسكنا لأسرة محمد محمود خليل ومقرا لمجموعته الفنية الثمينة إلا أنه بناءًً على رغبته وتنفيذا لوصيته تم تحويل هذا القصر في 23 يوليو 1962 إلى متحف يحمل اسمه واسم زوجته. تم تخصيص الأدوار (الأرضي والأول والثاني) لعرض مقتنيات المتحف أما الدور تحت الأرضى فتشغله المكتبة والإدارة ومركز المعلومات وقاعة للبحوث.
وقد أعدت وزارة الثقافة خطة متكاملة لتطوير وتحديث المتحف تشمل إعداد سيناريو للعرض المتحفي وكذلك إدخال أحدث أساليب العرض.
