Počeci Odjela gotovo se podudaraju s početkom rada Muzeja 1952. godine, oboje pod vodstvom ravnateljice Ivane Vrbanić, čija je prva kulturno-povijesna izložba bila „Karlovac u 19. stoljeću” (1957.). Fundusu Odjela pribrojena su dva od svega četiri sačuvana predmeta što su ih Muzeju još 1911. godine namijenili ugledni karlovački donatori odazivajući se na poziv tada osnovanog Muzealnog odbora za pomoć u sabiranju starina: bicikl velociped (darovao Hugo Lukšić) i metalna škrinja. Odjel su potom vodili Petar Skutari (1973. – 1979.), Marinka Mužar (1979. – 1990.), Nikica Jakšić (1990. – 1991.), Nikola Albaneže (1994. – 1998.). Od 1998. godine Kulturno-povijesni odjel vodi kustos Igor Čulig.

Raznorodnost i rastući opseg zbirki s vremenom su doveli do nove raspodjele fundusa, odnosno do redefiniranja djelovanja između Kulturno-povijesnog i mlađeg, Povijesnog odjela. Razvrstavanje u zbirke provedeno je 2010. godine.

Najvažnija zadaća Odjela jest prikupljanje svjedočanstava života u okruženju karlovačkog urbanog prostora i kućanstava, iz čega nastaje sljedeći sustav zbirki: Zbirka arhitektonskih elemenata i ulične opreme, Zbirka namještaja, Zbirka posuđa i pribora, Zbirka ambijentalnih i priručnih tehnikalija, Zbirka posoblja i ambijentalnih ukrasa i Zbirka odjeće i modnog pribora.

U nešto manjoj mjeri, nadopunjujući rad Povijesnog odjela, fundusu Odjela pribrojena je i ostavština javnih službi i ustanova. U samoj jezgri lokalne baštine nalazi se i industrijska (u najširem smislu riječi) baština, od alata i strojeva do obrtničkih i industrijskih proizvoda. Razvrstana je u sljedećim zbirkama: Zbirka dizajna i ambalaže, Zbirka industrijske baštine, Zbirka nacrta i planova i Zbirka školstva.

Kao specijalizirana zbirka vodi se Zbirka željezničarstva Josipa Štimca.